可重构频率选择表面及天线的研究与设计

来源 :西安电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liyanhao1986
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近些年来,无线通信系迎来了快速的更新换代,电子设备的种类,数量都有了很大的更新发展,对系统平台的空间要求越来越高,可重构技术慢慢发展为一个无线通信领域研究的热门焦点。可重构技术在电磁超表面,天线,滤波器等领域均有很大的应用空间,能进一步优化天线与微波电路的功能使其满足多功能,集成化的要求,本文基于加载有源器件和应用液态金属,设计了多款可重构频率选择表面和可重构天线,主要内容可以分为三部分:1.设计了四款波段可有源可重构频率选择表面:一款在S,C波段具有连续可调功能的带通频率可重构超表面。通过在0.45p F-2p F的范围内调节电容容值,在S,C频段实现连续的带通频段调谐;一款实现了在C,X,Ku重构并且角度稳定性更高的频率选择表面,但具有加载二极管数较多不利于实际应用的缺点;具有宽的可重构通带和高角度稳定性的可重构频率选择表面。通过加载变容二极管可实现可调控的带通特性。通过在介质板中插入金属通孔改善角度稳定性。提出的RFSS可以在入射角为0°至60°范围内时,通过改变加载的变容二极管的容值实现电磁波在C、X、Ku频段的连续可调的宽频带范围内的稳定透射;多功能可重构频率选择表面,可以实现,在4 GHz处,改变PIN开关的状态,带通带阻可切换功能;另外,当PIN处于导通状态时,改变偏置电压进而改变加载的变容二极管的电容来实现1.37GHZ-5.66GHZ范围的带通频段可重构功能。2.提出了一种可用于5G移动通信的基于PIN二极管的极化可重构高增益天线。该天线工作频率为5GHz,实现了线极化、左旋圆极化和右旋圆极化三种可重构功能。该天线在三种状态下都具有非常好的前后比,交叉极化比,和增益。3.提出了基于液态金属控制的终端频率可重构天线,通过微泵控制管道中的液态金属长度,将工作在5GHz,4.2GHz,3.3GHz,2.4 GHz的单个天线连接,改变天线的实际辐射长度,进行天线的频率可重构设计,通过连接不同天线,可以实现2.4GHz的MIMO天线的工作状态,0.85GHz,0.65GHz的低频工作状态。
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