源于人工电磁材料的高效率电小天线研究

论文摘要

电小天线技术在无线通信中发挥着重要的作用。最近提出了许多基于人工电磁材料和源于人工电磁材料的电小天线系统。这些电小天线系统的优势在于无需外部匹配网络即能实现与50Ω的馈源匹配,且极大程度上提高了电小天线的辐射电阻,使这些电小天线具有效率高,易于制作,成本低等优点。本文对此种高效率电小天线做了研究,包括以下三个方面：首先,本文阐述了从基于人工电磁材料的电小天线到源于人工电磁材料的电小天线的发展历程,用此来阐明其创新思想的来源和理论基础。其次,本文提出了一种新型高效率电小天线,给出了其工作在2.7GHz的电小天线系统的详细设计参数和天线性能。本文详细阐述了此电小天线系统与馈源50Ω匹配,实现自谐振的原理,且对此电小天线系统如何提高辐射电阻做了详尽的分析。仿真结果表明,这种新型电小天线极大程度上提高了辐射效率。本文还对各个关键结构参数对谐振频率的影响做了进一步的研究,使得能够在一定程度上控制电小天线工作的频率,研究证明了等效电路分析方法的正确性。最后,本文仿真了一款具有双频带的高效率电小天线,此电小天线能同时在两个较低的频段实现较高的辐射效率。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 天线的发展状况
• 1.1.2 电小天线的发展
• 1.1.3 人工电磁材料
• 1.1.4 人工电磁材料在电小天线中的应用
• 1.2 本文研究的主要内容
• 1.3 本文的结构安排
• 第二章 电小天线基本理论
• 2.1 引言
• 2.2 小天线与电小天线的区别
• 2.3 电小天线理论
• 2.3.1 电小天线的电指标
• 2.3.2 电小天线的分类
• 2.3.3 电小天线的分析方法
• 2.3.4 电小天线的理论极限
• 2.4 电小天线的发展史概况
• 2.5 电小天线的性质
• 2.6 本章小结
• 第三章 人工电磁材料基本理论
• 3.1 引言
• 3.2 左手材料介绍
• 3.3 左手材料理论基础
• 3.4 左手材料的电磁特性
• 3.5 左手材料的实现
• 3.5.1 负磁导率材料
• 3.5.2 负介电常数材料
• 3.5.3 微波段左手材料
• 3.5.4 宽带小单元平面左手材料设计
• 3.6 本章小结
• 第四章 基于人工电磁材料的高效率电小天线
• 4.1 引言
• 4.2 基于人工电磁材料的电小天线理论基础
• 4.3 传输线等效模型
• 4.4 ENG媒质在电小天线中的应用仿真
• 4.5 本章小结
• 第五章 源于人工电磁材料的高效率电小天线
• 5.1 引言
• 5.2 ZIOLKOWSKI等人提出的电小天线系统
• 5.3 新型源于人工电磁材料的电小天线
• 5.4 双带高效率电小天线系统
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 本文工作总结
• 6.2 未来工作展望
• 附录 NRW方法
• 参考文献
• 致谢
• 作者攻读学位期间发表的学术论文目录