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超材天线系列(三):人工超材和传统天线相结合  2014-12-30 14:35
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前两讲就人工超材和传统天线做了详细表达,本节主要就人工超材和传统天线相结合作以介绍。


由于人工超材是负折射率,理论上有对电磁波的聚集作用,最后的结果就是对天线的小型化、高增益成为可能。


此实验验证过程分为两步进行。
一、在传统天线上加入人工超材,相关结果见下图。
 
图一  传统天线回损仿真
 
图二 加入人工超材后的回损仿真


我们在看一下方向图仿真。
 
图三 传统天线的方向图仿真
 
图四 加入人工超材后的方向图仿真


观察上述指标,驻波≤2时的带宽增加很多,同时增益也增加了大约1.7dB,这些变化与人工超材的作用相符。
通过观察上述结果,增益是增加了,可是定向性却不是很好,这时在加入传统的反射板。


二、加入人工超材和传统背板时的情况。

在传统形式下,对于此种天线要加入背板时,二者间的距离至少是四分之一中心波长的距离,这样导致天线的“厚度”较大。如果是在传统天线和人工超材结合的情况下,加入传统的背板时,二者之间的距离是八分之一波长,厚度减少到传统的一半。
 
图五  人工超材天线加入传统背板


加入传统背板后,增益又有所增加。此时的样品尺寸,160*90*24,单位:MM,中心频点是2.45G时,增益达到了11DBI,前后比也相当好。


在精密的仿真不如一次实际测试,通过实际测试和仿真来看,二者结果相关不多。其实一定相差不多的,否则我也不能连写三讲的。


通过上述的仿真、实测,说明人工超材对传统天线的设计有很大的促进作用,值得我们进行深入研究。


在前两讲当中,有很多朋友要最终的实物仿真模型,实说实说,此天线是我和一位朋友的合作成果,所以不方便呈现给各位网友,敬请谅解。


元旦马上到了,新的一年即将开始。在此,东北人祝愿大家在未来的一年,工作顺利、薪水猛涨。其次,各位又要背起行囊返回家乡,当各位见到亲朋好友时带上东北人送上的祝福。最后,欢迎各位朋友常到东北看看,常到辽宁的黑土地转转。东北人期待各位的到来。


朋友们,明年见。

本系列其它内容:

超材天线系列(一):怎样优化天线的性能

超材天线系列(二):双向辐射型天线设计

超材天线系列(三):人工超材和传统天线相结合


 

类别:技术 |
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