基于超材料結(jié)構(gòu)和特性的電小螺旋天線設(shè)計與優(yōu)化.pdf

1、在無線通信系統(tǒng)中天線有著舉足輕重的作用。隨著無線信息系統(tǒng)的飛速發(fā)展，對天線的小型化需求日益增加。作為小尺寸天線的重要類型，設(shè)計匹配和輻射特性優(yōu)良的電小天線具有重要意義。本論文在充分調(diào)研電小天線理論和超材料理論及應(yīng)用的基礎(chǔ)上，對設(shè)計和改進電小的法向模螺旋天線進行了研究。本論文的主要內(nèi)容如下：
　　第一章，介紹了論文工作的研究背景。系統(tǒng)回顧了電小天線理論的發(fā)展歷程，并且對近幾年基于超材料的天線小型化工作進展進行了綜述。
　　第二

2、章，介紹了論文工作中所用到的兩部分理論知識，即法向模螺旋天線的經(jīng)典模型和近年來提出的改進模型以及求解復(fù)合左右手傳輸線色散關(guān)系的三種方法。
　　第三章，我們詳細分析了非均勻電流分布螺旋天線的輻射特性并給出了解析解，通過對幾種典型尺寸螺旋天線的全波仿真，驗證了解析解的正確性。基于近場耦合饋電的思想設(shè)計了一個總長度為半波長的非均勻電流分布法向模螺旋天線，通過建立等效電路模型解釋了天線的工作原理和匹配方法。最終得到了一個特征尺寸ka為0.

3、2條件下具有良好輻射效率和圓極化輻射特性的法向模螺旋天線。
　　第四章，為了設(shè)計表面電流呈均勻分布的法向模螺旋天線，基于復(fù)合左右手傳輸線理論，對周期性加載電容的平行板傳輸線進行了分析，得到了其色散曲線特別是零相移頻點?；诖私Y(jié)構(gòu)分別設(shè)計了工作于兩個不同頻段，特征尺寸ka分別為0.28和0.31的雙繞圓柱形和方柱形法向模螺旋天線，天線表面電流均為均勻分布，獲得了良好匹配和圓極化特性，并且其 Q值在一定程度上接近了該尺寸下圓極化天線的

4、Q值極限。
　　第五章，對于法向模螺旋天線的經(jīng)典電－磁偶極子模型，對其中的電小環(huán)天線儲能情況進行了初步研究。通過對經(jīng)典環(huán)天線理論中磁矢勢進行數(shù)值積分，較為精確地計算了天線的外切球內(nèi)儲能和總儲能，并且通過與前人的結(jié)果和全波仿真解對比，驗證了求解結(jié)果的準確性。同時，考察了環(huán)內(nèi)填充理想雙負材料的情形，發(fā)現(xiàn)當雙負材料的本構(gòu)參數(shù)為一定特定值時，天線外切球內(nèi)儲能及相應(yīng)的天線Q值有可能大幅降低。
　　第六章，總結(jié)了全文工作，并對下一步將要