新型电单负材料结构在天线互耦抑制中的应用

仇玉杰 姜兴 彭麟 姜祥奔

(桂林电子科技大学信息与通信学院, 桂林 541004)



新型电单负材料结构在天线互耦抑制中的应用

仇玉杰 姜兴 彭麟 姜祥奔

(桂林电子科技大学信息与通信学院, 桂林 541004)

单负材料所具有的电磁禁带特性可应用于阵列天线中降低天线单元间的互耦．文中研究设计了一种电单负材料结构单元ENG-APSL,采用等效电路和波导传输法分析了ENG-APSL的电磁特性,并提取等效参数．然后,将基于ENG-APSL单元构成的隔离器用于抑制微带阵列单元间的互耦．研究表明,天线阵列单元间距为0.37λ0(λ0为天线工作频率波长)条件下,加载隔离器后天线阵列单元的E面耦合度降低了21 dB,并且在工作频率(5.1 GHz)附近隔离度大于25 dB的带宽达到5.1%．同时,该隔离器具有结构简单、尺寸小的突出优势．

电单负材料;阵列天线;互耦抑制;隔离器;展宽带宽

DOI 10.13443/j.cjors.2016043001

引 言

工程上,阵列天线系统中的天线单元并不是孤立的,每一个天线单元工作时都与其它单元之间存在电磁耦合,我们把这种现象称为阵列天线的互耦效应[1]．尤其在小间距阵列天线系统中,比如多入多出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)系统[2],互耦效应将对阵列天线的性能造成不利影响,比如辐射方向图失真、输入阻抗变化等[3]．在阵列天线小型化的发展趋势下,互耦问题成为制约阵列天线性能提高的关键问题．目前,应用于减小阵列天线互耦效应的主要方法之一就是在阵列天线设计中引入某些特殊结构从而对互耦进行抑制,比如电磁带隙结构[4](Electromagnetic Bandgap,EBG),缺陷地结……