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1、雙層硅基MEMS微帶天線陣列研究楊柳風(fēng)2015年1月中圖分類號(hào)：TN828.4UDC分類號(hào)：621.396雙層硅基MEMS微帶天線陣列研究作者姓名楊柳風(fēng)學(xué)院名稱機(jī)電學(xué)院指導(dǎo)教師王婷副教授答辯委員會(huì)主席徐立新教授申請(qǐng)學(xué)位工學(xué)碩士學(xué)科專業(yè)兵器科學(xué)與技術(shù)學(xué)位授予單位北京理工大學(xué)論文答辯日期2015年1月ResearchofMEMSMicrostripAntennaArrayonDouble-layerSiliconWafersCandidateName：YangLiufengSchoolorDepartment:Mechatronic
2、alEngineeringFacultyMentor:Prof.TingWangChair,ThesisCommittee:Prof.LinxinXuDegreeApplied:MasterofPhilosophyMajor：ArmamentScienceandTechmologyDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：January，2015研究成果聲明本人鄭重聲明：所提交的學(xué)位論文是我本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作獲得的研究成果。盡我所知，文中除特別標(biāo)
3、注和致謝的地方外，學(xué)位論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的研究成果，也不包含為獲得北京理工大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書所使用過(guò)的材料。與我一同工作的合作者對(duì)此研究工作所做的任何貢獻(xiàn)均已在學(xué)位論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。特此申明。簽名：日期：北京理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要天線是無(wú)線通信系統(tǒng)不可或缺的組成部件之一，隨著無(wú)線電技術(shù)和制造技術(shù)不斷發(fā)展，對(duì)天線的性能和尺寸要求也日益提高。微帶天線因具有剖面薄、體積小、重量輕、易與載體共形等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各種小型無(wú)線通信系統(tǒng)中。然而傳統(tǒng)以聚四氟乙烯為基底的微帶天線具有帶寬窄，增益低
4、，容易產(chǎn)生表面波，不易與電路集成等缺陷，難以滿足無(wú)線通信系統(tǒng)小型化和高性能的發(fā)展需要。微機(jī)電系統(tǒng)（MicroElectro-MechanicalSystem,MEMS）具有微型化、集成化、可大批量生產(chǎn)，成本低廉的特點(diǎn)，能夠?yàn)闊o(wú)線通信系統(tǒng)微小型化和高性能化發(fā)展提供重要技術(shù)支撐。將MEMS技術(shù)應(yīng)用于微帶天線領(lǐng)域，可以方便并且大量的制造出滿足系統(tǒng)性能需要的天線，這已經(jīng)成為微帶天線發(fā)展的一個(gè)新方向。隨著MEMS技術(shù)不斷發(fā)展以及在其他微波器件中的應(yīng)用，通過(guò)MEMS技術(shù)將微帶天線和其他微波器件直接集成起來(lái)，是無(wú)線通信系統(tǒng)微小型化發(fā)展的趨勢(shì)。
5、本文所設(shè)計(jì)的微帶天線工作頻率在X波段，中心頻率為10GHz。采用高阻硅和低阻硅雙層復(fù)合結(jié)構(gòu)作為天線基底，獲得合適的介電常數(shù)，以改善天線帶寬特性。在天線地面通過(guò)刻蝕工藝引入U(xiǎn)型啞鈴缺陷地結(jié)構(gòu)（defectedgroundstructure，DGS）以改善天線傳輸特性，利用DGS的帶阻特性成功抑制天線單元產(chǎn)生的高次諧波，增強(qiáng)了天線的抗干擾性能。在上述基礎(chǔ)上，分別設(shè)計(jì)了1×2雙單元微帶天線陣列和2×2四單元微帶天線陣列。在2×2微帶天線陣列中，陣列設(shè)計(jì)采用面陣分布，側(cè)向微帶線饋電，同時(shí)對(duì)輻射前向饋線進(jìn)行內(nèi)插縮進(jìn)處理，獲得天線陣列良好輻
6、射特性。設(shè)計(jì)結(jié)果表明，四單元微帶天線陣列在面積為39.6mm*45.69mm，厚度為1mm時(shí)，阻抗帶寬（VSWR≤2）約17.3%，增益超過(guò)10.9dB。采用雙層硅復(fù)合結(jié)構(gòu)為天線復(fù)合基底，設(shè)計(jì)的2×2MEMS微帶天線陣列具有寬頻帶和高增益的特點(diǎn)，同時(shí)能夠滿足無(wú)線通信系統(tǒng)小型化的要求。關(guān)鍵詞：微帶天線；MEMS；硅；DGSI北京理工大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractAntennaisoneoftheindispensablecomponentofthewirelesscommunicationsystem.Therequiremen
7、tsoftheperformanceandsizeoftheantennaisimprovedwiththedevelopmentofradiotechnologyandmanufacturingtechnology.Microstipantennasarewidlyusedinmanysmallwireless-communicationsystemsbecauseofitscharacteristicsoflowprofile,smallvolume,lightweightandeasyconformalwiththecar
8、rier.However,thetradionalmicrostripantennawiththeTeflonasthesubstrateisdifficulttomeettheneedsofthewirelesscommunicationsystemminia
