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太赫兹通信天线设计与仿真

张翠萍  
【摘要】:由于无线通信技术的发展,频带资源显得越来越紧缺,现有的频带不仅呈现出饱和的趋势,而且也越来越不能满足人们对于高通信速率的需求由此,太赫兹通信技术应运而生为配合太赫兹通信技术的发展,太赫兹通信天线的研究日渐深入从常用的机械天线平面辐射体天线到新开发的新材料天线,THz通信天线从种类和性能上都得到了很快的发展 然而太赫兹通信天线由于工作的频段高,相对波长很小,电磁波损耗非常大,所以对材料和天线结构以及加工工艺都是有着特殊的要求;同时由于目前THz通信系统中前端的检测技术并不是很先进,所以对天线的增益和方向性有很高的要求这就使得THz天线设计比一般天线设计复杂得多尤其是厚介质的平面天线中存在着非常严重的表面波效应,使得这种最常用的天线无法直接应用于THz通信系统中,必须以结构变化的方式来消除这种厚介质模式带来的能量损耗,才能够加以应用 本文着重研究太赫兹频段中1THz以下的宽带通信天线技术: 第一章介绍了国内外太赫兹系统以及太赫兹天线发展背景和现状,并说明太赫兹通信天线技术的重要性,最后指出本文主要研究的内容 第二章介绍评价天线性能优劣的主要天线电参数,分析了几种类型的THz天线,并就典型的天线进行了仿真对比并加以总结 第三章的主要任务是设计一款工作在0.3THz上的宽带通信天线首先依据THz通信系统的工作环境和需要提出明确的天线指标参数,选取天线的基本类型为蝶形透镜天线分别设计了以CPS和CPW两种传输线馈电的互补的蝶形辐射体;进行传输线设计以便于与前端及天线阻抗匹配;通过仿真和分析确定透镜的结构和尺寸;将天线辐射体与传输线相连,再与透镜装配在一起进行仿真,得出仿真结果,达到设计指标要求 第四章研究了THz天线的加工工艺和装配问题介绍了目前已有的传统THz天线加工工艺和新兴工艺,并进行比对并就THz天线的装配问题提出几种建议方案 第六章中,总结了全文的内容,提出本文中天线设计的优势和不足之处,并对未来THz天线技术的发展提出展望


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