基于FDTD算法的微帶天線多頻帶和寬頻帶特性研究.pdf

1、隨著移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的迅速增加，在天線的設(shè)計(jì)上提出了寬帶寬、多頻帶、小型化的要求，而微帶天線具有結(jié)構(gòu)緊湊、外觀優(yōu)美、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，得到廣泛的應(yīng)用。但是低增益、窄帶寬的缺陷卻限制了微帶天線的使用。最近幾年，一種稱為“特異材料”(Metamaterial)的人工復(fù)合型材料在固體物理、材料科學(xué)、光學(xué)和應(yīng)用電磁學(xué)等領(lǐng)域開始獲得越來越多的關(guān)注，由于具有一些特殊的電磁特性(如負(fù)的介電常數(shù)、負(fù)的磁導(dǎo)率、負(fù)的折射率等)，從而使其在實(shí)際應(yīng)用中具有重要

2、的價(jià)值。將這種具有特殊電磁特性的特異材料應(yīng)用到微波中，制作新型的微波器件，成為一個(gè)嶄新的課題。 將微帶天線的設(shè)計(jì)原理與新型的特性材料(Metamaterial)相結(jié)合設(shè)計(jì)出了一個(gè)新的小型寬帶天線，其阻抗匹配帶寬可以達(dá)到108.3﹪。這在單層矩形天線中是很少見的，在回波損耗為-10dB時(shí)其頻率范圍為0.5GHz～3.1GHz，其中包含了無線通信系統(tǒng)中常用的頻段(900MHz、1800MHz、1900MHz，2GHz，2.4GHz)

3、。它的諧振頻率為2.4GHz，物理尺寸為40×1Omm<'2>，遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)的矩形微帶天線。 另外本文還把擴(kuò)展帶寬技術(shù)(如孔槽耦合饋電)與多頻帶天線設(shè)計(jì)方法相結(jié)合設(shè)計(jì)了一種雙頻帶天線，其諧振點(diǎn)的頻率分別為2.4GHZ和5.57GHZ，在諧振點(diǎn)時(shí)阻抗匹配帶寬分別為16.7﹪和5.3﹪。它們可以用于無線通信系統(tǒng)中。 本文中的數(shù)值仿真算法主要采用FDTD技術(shù)，而且通過設(shè)置完全匹配層(PML)吸收邊界條件和劃分非均勻自適應(yīng)網(wǎng)格等技