研究目的
利用双层超表面结构设计高增益宽带天线以提升增益和频率带宽。
研究成果
该天线实现了高达18 dBi的高增益和10.8 GHz至15 GHz的宽频带范围,同时具有良好阻抗匹配特性,证明了双层超表面设计对提升天线性能的有效性。
研究不足
该论文未明确说明局限性,但潜在方面包括多层制造的复杂性、对尺寸公差的敏感性,以及特定频率范围(10.8-15 GHz)可能无法覆盖其他频段。
1:实验设计与方法选择:
该天线设计采用具有双面周期性阵列(AIS和PRS)的多层超表面结构,形成法布里-珀罗腔以实现增益提升和带宽扩展。该方法通过优化层间距与单元尺寸实现性能调控。
2:样品选择与数据来源:
通过实际制作与测量天线,对比仿真与实验数据以验证设计有效性。
3:实验设备与材料清单:
包括介电常数εr=2.2、损耗角正切0.02的基板、微带馈线、辐射贴片以及用于AIS和PRS的周期性阵列。测量设备(如矢量网络分析仪)虽隐含但未详述。
4:损耗角正切02的基板、微带馈线、辐射贴片以及用于AIS和PRS的周期性阵列。测量设备(如矢量网络分析仪)虽隐含但未详述。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:制作天线原型,使用专业设备测量S11参数与增益值,通过电磁仿真软件进行设计模拟,并对比分析结果。
5:数据分析方法:
基于仿真与实测数据,通过S11阻抗匹配分析、增益测量及辐射方向图评估天线性能。
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substrate
Used as the base material for constructing the antenna layers, with specific dielectric properties for electromagnetic wave propagation.
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microstrip feed line
Provides the feeding mechanism for the antenna, connecting to radiation patches to excite electromagnetic waves.
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radiation patch
Acts as the main element for radiating electromagnetic waves, with dimensions optimized for specific frequency bands.
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artificial impedance surface
AIS
Part of the metasurface structure to control the phase of reflected electromagnetic waves, enhancing antenna gain.
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partially reflective surface
PRS
Part of the metasurface structure to control the magnitude of reflected electromagnetic waves, forming a Fabry-Perot cavity for gain enhancement.
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