GSM和GPS频段的单极子可重构天线的设计

GSM和GPS频段的单极子可重构天线的设计 和 频段的单极子可重构天线的设计?@A ?B@ 梁婵君，项铁铭，官伯然 (杭州电子科技大学天线与微波技术研究所，浙江 杭州 )C !)"") 摘要:该文提出了一种新型的频率可重构微带缝隙天线，通过在曲折缝隙上加载 开关，实现AIA@ 了良好的频率可调特性，即在 ，，频段的切换。谐振缝隙采用主 和 ?@A D""5J@ ) C""BJ@ ) D"" ?B@ 。 *"K关键词:频率缝隙和平面曲折缝隙结构，天线结构更加紧凑，尺寸较传统直缝隙天线减小了 可重构天线;微带缝隙天线;微电子机械系统开关 中图分类号:文献标识码:文章编号:()L(C#) = )"") E D)*F #")""# E ""#" E "* 引 言 " 随着现代通信技术的发展，为实现通信、导航、制导等目的，各种发射、接收天线大量在同一平台上 安装的情形越来越多。这样，一个平台上面的负载越来越大且电磁兼容问题成为首要问题。如何用一 ,,)个天线实现多个天线的功能，成为首要研究的问题。可重构天线有多个功能的天线，它可以在不改变 整个天线尺寸的情况下，通过改变天线辐射单元的结构和位置，来实时地改变天线的工作频率、极化方 ,、,#!向和辐射方向等。而且可重构天线提高了各个频段间的隔离度，减少了串扰;同时每次工作在小的 带宽内，使容量减小，提高效率。目前，频率可重构天线已成为可重构天线研究的热点和重点。 小型化频率可重构微带天线的设计 ) 由于平面曲折结构紧凑，本文采用该结构来实现天线的小型化。平面曲折结构的小型化微带缝隙 天线结构图如图 所示。) 平面结构的小型化微带缝隙天线结构图 图 ) 成。直辐射缝隙长 ，宽 。两个平面曲折缝隙上的等效磁流远区辐射场部分抵消，辐射效率5 /22, 22 很低，它的缝隙宽度是 。微带馈线特性阻抗为 ，馈线中心和辐射缝隙中心相距 ，天 - 5 85 - /22./. 22" 线辐射缝隙至开路端馈线的长度为 ，采用折线结构使天线更加紧凑。0 - ,! 22 天线谐振频率为 ，直辐射缝隙长度 ，约为 谐振波长。而在谐振频率为 5// 9;5/ 22! < = 5// 9; ::的MATCH_ word word文档格式规范word作业纸小票打印word模板word简历模板免费word简历 _1715903948242_0直缝隙微带缝隙天线中辐射缝隙长度为 。可见，采用平面曲折结构可以明显降低天线 - = 22!./ 辐射缝隙的长度，减小天线尺寸。 多频段小型化天线的实现 , 为了实现天线工作频率的可重构，使用 开关来改变天线的谐振频率，使天线工作在多个频段 9>97 ,、、,,=.上。文献 设计制作了多频段的可重构天线，当各个贴片之间的开关全部断开时，用于 波段;而 , ) 当开关全部闭合时，用于 波段。而这些天线都是直接在辐射缝隙上加载开关器件，天线的频率的电调 ( ,,1特性对开关器件的特性非常敏感。 本文在图 所示天线的曲折缝隙上对称跨接 只 开关，改变 开关的状态能够达到调整1 9>97 9>97 ! 天线工作频率的目的，并且这种非主辐射缝隙上的加载方式明显降低了天线的频率电调特性对开关器件 特性的强烈依赖。开关导通或截止时，曲折缝隙仍为非主辐射缝隙，同时辐射方向图基本保持一致。>7 99 开关组的每一个状态都是改变微带天线的有效长度，不同的等效长度对应于不同的谐振频率。 本文9>97 ,、,0+的设计中选择悬臂接触式 ，因为这种开关结构适合工作于射频的较低频段，而开关9>97 且具有很小的插入损耗。本文使用电磁场仿真软件 对悬臂接触式 开关进行了建 ?&@%A3 :B77 !/ 9>97 模仿真，开关结构如图 所示。仿真优化后确定的 ，信号 开关尺寸参数为信号线宽度 >7 C 4 - , 99/! 22线间隙 ，气隙高度为 ，开关整体尺寸为 。@4 / - ! 22D4 0 - . 2/ - 5 22 6 / - 8 22 6 / - /, 22 # 悬臂式 所示，开关闭合时的结构，如图 ()所示;开关断开结构，如图 开关的结构图如图 >7 # 99, ,,()所示;开关俯视图，如图 ()所示;开关在软件中的仿真结构如图 ()所示。E $ F ,, 图 悬臂式 开关结构图, 9>97 开关导通状态下接触式 ()所示;开关反射损耗的电 开关插入损耗的电磁仿真结果，如图 >7 8#99 磁仿真结果，如图 ()所示;开关关闭状态下，开关的插入损耗，如图 ()所示。可以看出，在 8 E8$+// * , ，反射损耗均在 以下;断开状态 内，导通状态下，开关的插入损耗小于 9; 9>97 - 0 FG* 8 FG /// ://!.下，。开关的插入损耗小于 9>97 * =8 FG 仿真结果表明，本文设计采用的悬臂接触式 开关具有良好的传输特性，隔离度和插入损耗的 >7 99 仿真结果十分理想。 为实现频率可重构，本文在天线上对称地添加了 对 中开关的各种状态如表 所 开关，图 8 >7 99! ! 示。在图 中标注了开关组 ，，，闭合时记为 。的具体位置，当开关断开时记为 8 ! !,/! 表 开关的状态! 9>97 图 开关参数值! "#"$ 利用 中天线的各种状态进行了仿真。电磁仿真软件对图 开关组在不同状态下天 %#!& ’( ’ "#"$ 线 所示。曲线，如图 $’’ ) 图 在不同谐振频率下可重构天线的回波损耗 ) $ ’’图 中，微带天线在 ();微带天线在 频段，带宽 频段，带宽) $ +(( - - +0( -1$ *"",.( ",.)( / ",*();微带天线在 的反射损耗，(频段 2 - 2 2 -&3$ &3$ - + - 44 ("’ !(/ ’ .("’ .(( ’ .(( "("’ (/ ’,,,, );微带天线在 ()。频段，带宽 5( -13$ +(( 0( - 2( +4( - .",’ ’",’ ./ ’ ", ，，，电磁仿真软件对天线的方向图特性也进行了仿真天线在 %#& + - 2 - - !(("’.("’.(( "’,,, ，，上的 面、面增益方向图，如图 所示，基本保持不变。天线增益分别是 +(( - # 2 0 6 5) 7890 6 5) 7890 ",, ，。6 ++ 7890 6 ’. 789 结束语 ! 本文采用平面曲折结构，实现了微带缝隙天线小型化，天线结构更加紧凑。并在平面曲折结构加载 开关，通过直流偏置电压来控制天线的谐振长度，进而实现天线工作频率在 和 频段上 "#"$ *$" *1$ 可调，由于采用曲折结构，实现天线的小型化，比直缝隙减小了 。 )(: 各频段的辐射方向图 图 ! 参考文献 ,, 杨雪松，王秉中 可重构天线的研究进展,,系统工程与电子技术，，():"# $# %&&’%! ((") * ("+ # ,, 顾长青，韩国栋 缝隙天线的频率可重构设计,,南京航空航天大学学报，，():%# -.012 $# %&&34 333& 33 # /’* !, ,, 陈轶博，焦永昌，张福顺，等 极化可变可重构微带天线,,微波学报，，():’# $# %&&4%( "(& * (" # ,, 单福琪 可重构天线研究,,北京:清华大学，:分形及 理论用于 (# 567 898: ;# %&&!4) * +4 # ,, ，，，,,，，():!<=2>? @ABC0D @EF0D ,02 =. # :-. -GBD 6=C0H 10GBDI-JK1=/.0 @D20DD=C $# LD 99L9 8MM * :%&&"" !’)) * ’4& # ,, 魏文博，尹应增，郭景丽，等 小型化微带缝隙可重构天线,,西安电子科技大学学报(自然科学版)，，():3# $# %&& )’(( !3% * !3! # ,, 戴永胜，方大纲，张宇峰，等 开关的研究,,微波学报，，():毫米波悬臂梁串联反射型接触式 )# A< * 898: $# %&&4%( ’)( * )) # ,, 郑惟斌，黄庆安，李拂晓 开关进展,,微波学报，，():微波电路的 4# 898 $# %&&"") 44 * +& # :’ "#$%& ’( ’&’*’+" "-’&($%./01+" 2&3"&&0 !), (’/ 34" 50&6 ’( 78 0&6 798 ) ，，:;2<7 =40&>?.&@;2<7 A$">B$&%7C2< 5’>/0& ( ，，，，)!"#$%$&$’ () *"$’""+ +", -%./(0+1’ 2’.3"(4(567+"583(& 9%+"8% :"%1’/#%$67+"583(& ;3’<%+"5’"&&"4=3%"+ :1#303@ N-GB1 C21-O C.B2 =D20DD= F-2> 2KD=.0 I10PK0DG? -C O1BOCB0H # K0 2B = HBO2-DJ = N=-D =DOH.= D0 2/-* /; ，，，2F-C2? C21KG2K102>0 =D20DD= GBDI-JK1=2-BD -C NB10 GBNO=G2=DH 2>0 C-Q0 -C 10HKG0H ? =OO1BR-N=20.? &S GBNT /( ，O=10HF- 2> = GBDU0D2-BD=. C21=-J>2 C.B2 =D20DD= # 6 ? .B=H-DJ CF-2G>0C BD2 >0 2F-C2? C21KG2K102>0 =D20DD= G=D 898: file:///D|/我的资料/Desktop/新建文本文 档.txt Appliance Error (configuration_error) Your request could not be processed because of a configuration error: "Could not connect to LDAP server." For assistance, contact your network support team. file:///D|/我的资料/Desktop/新建文本文档.txt2012-07-12 20:42:52