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电信技术
基于PBG结构的分形微带天线的研究
分形天线以其结构上的自相似性和空间填充性,使得天线在多频方面有了突破性的进展。光子带隙(PBG)结构因其独特的阻带特性,在无源器件和天线方面的应用越来越广。在天线多频化,宽频化和小型化的发展趋势中,这两种技术的结合将展现出巨大的潜力,本文的目标就是研究基于PBG结构的分形微带贴片天线。为此,本文首先对分形天线中的Sierpinski分形天线和二维介质型微波光子带隙结构作了详细的理论分析和仿真研究,掌握了这两种技术的特性和规律。然后通过CST微波工作室和Ansoft HFSS对三角形Sierpinski微带天线和三角晶格圆孔光子带隙结构进行了仿真研究,给出了研究结果。在此基础上,对两者的结合做了初步的设想,并进行了仿真实验,最后得到了具有高增益的双频微带天线。 在分形天线方面,将Sierpinski分形结构应用于普通的微带天线结构,仿真结果显示,三角形微带分形天线并没有像单极天线那样出现非常规律的多频特性。通过对三角形微带分形天线多频特性的分析,提出了空气贴片的概念,给出了计算等边三角形Sierpinski分形微带天线工作频率的估算公式。通过对三角形微带分形天线方向性的考察,看到在工作频率上天线的方向性图具有一定的相似性。 在介质型PBG结构的研究方面,通过仿真嵌入PBG结构的微带传输线的S参量的方法观察PBG结构的阻带。首先对一维和二维的PBG结构做了比较,发现用一维的结构就可以得到二维结构的阻带特性,从而简化了仿真模型。接着分别对不同介电常数、品格常数、填充率、介质厚度和单元周期的PBG结构做了仿真对比,得到了圆孔介质型PBG结构的阻带特性随各参数变化的一般规律,从而为介质型PBG结构的设计提供了依据。 在两者的结合方面,以分形天线研究的模型为基础,将根据PBG特性随参数的变化规律设计的与天线匹配的PBG结构嵌入分形天线中,对加入PBG前后天线的S_(11)参数和方向性进行了对比。从仿真结果可以看出,天线在PBG结构阻带对应的工作频率上的增益有所提高,副瓣电平及背向辐射均有一定程度的降低。
硕士论文
《大连海事大学》 2008年硕士论文

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