论文部分内容阅读
平面电磁周期结构发展至今,已研究出多种类型结构如频率选择表面、电磁带隙结构、高阻表面等。现如今由于其独特的电磁特性被广泛地应用于微波领域。基于电磁周期结构的基础理论,本文研究了应用于天线罩的双环型FSS、微波吸波层和MIMO天线的新型周期解耦结构。具体工作内容概括如下:1、设计了一种紧凑的贴片型(带阻型)FSS,其周期单元由双环及连接贴片构成。通过对方形环的等效电路进行分析,合理分布金属贴片的位置,使得频率选择表面具有较小的周期尺寸,能够较好地抑制高阶模的产生,并增加插入损耗。利用HFSS软件对该频率选择表面进行优化,对不同角度的入射波进行仿真,结构体现出较好稳定性。最后通过实验测试,所得结果与仿真结果较为吻合,-15dB插入损耗覆盖整个L频段。2、提出了一种基于宽频带天线理论设计吸波层的方法。根据接收天线与吸波结构工作原理的相似性,选取了一种磁电偶极子宽频带天线为原始模型。以吸波层的吸波原理为理论依据,对宽频带接收天线进行改进,并运用HFSS软件仿真与优化,得到了一种厚度薄且吸波频段宽的新型吸波层。加工与测试结果表明6×6单元吸波层10dB吸波带宽为1.54GHz至3.31GHz,相对带宽为73%,其厚度低于工作频段中心频点自由波长的1/9。由于所设计的吸波层结构具有对称性,它可以工作在双极化条件下。3、设计了一种基于锥形缝隙天线单元的MIMO天线,采用半椭圆型微带线的渐变结构,实现了UWB(3.1-10.6 GHz)功能。通过在地板刻蚀两组对称的缝隙,实现了对WiMAX(3.4-3.7 GHz)和WLAN(5.15-5.85 GHz)的陷波功能。另外,将一对倒L型缝隙作为解耦结构置于两个天线单元之间,测量结果显示在工作频段内天线的?S21?<-20dB。为了进一步提高MIMO天线的隔离度,在本文设计的微波吸波层单元结构的基础上,提出了一种适用于MIMO天线的新型周期解耦结构,该周期结构使天线的?S21?低于-25dB。