基于磁负超材料的低互耦天线阵列设计

提出一种新型磁负超材料单元,通过采用HFSS,Matlab等软件对其电磁特性进行了详细分析和讨论,结果表明其具有较好的磁负特性。根据该磁负超材料在磁负频段谐振产生传输阻带这一特性,设计了一款工作在3 GHz的同轴馈电二单元微带天线阵。通过在天线阵单元间加载该磁负超材料单元阵列,使天线阵列间互耦有效降低了12.1 d B。天线单元间距仅为λ/10(λ为天线在自由空间工作波长),且天线阵列的远场辐射性能有所提高。因此,所设计的磁负超材料单元在设计紧凑型高性能天线阵列方面具有广阔应用前景。

基于超材料的低互耦MIMO天线设计

为了降低多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)天线不同单元之间的耦合,设计出一种螺旋状磁负超材料单元。通过MATLAB软件提取该超材料单元的本征参数,验证了其磁负特性。然后根据所设计超材料单元在磁负频段产生阻带这一特性,设计一个中心频率为3 GHz的二单元MIMO天线。通过将超材料加载于MIMO天线的两个辐射贴片之间,使中心频率处的天线单元互耦有效缩减至-37.8 dB,且整个工作频段范围内的耦合系数S21均在-28 dB以下。另外,超材料的加载并没有破坏天线的阻抗匹配特性及远场辐射特性,且天线单元间距仅为5.2 mm。因此,所设计的磁负超材料单元可用于设计紧凑型MIMO天线。

一种基于人工超材料的高隔离度MIMO天线设计

提出一种新的基于人工材料的多输入多输出天线(multiple input multiple output,MIMO)降耦方法,设计出一种蜻蜓状磁负超材料单元,通过在两天线之间放置蜻蜓状超材料来使天线之间互耦缩减。与未加载超材料结构的MIMO天线相比,中心频率处的天线单元耦合系数从-12.4 d B有效缩减至-33.1 dB,整个工作频段范围内的耦合系数均在-20.7 dB以下。