A frequency reconfigurable antenna based on mechanical movement. The steps are as follows: (1) preliminary determination of antenna operating frequency range. (2) determine the shape of the metal structure of the artificial structural material as a metal fishing net structure. (3) determine the geometric parameters of the artificial structural materials, such as the unit period, the metal material, the base material, the metal structure size and the base size; (4) the counterpart type material is stacked in front and back two layers. (5) before and after the two layer metal structure without relative motion, numerical simulation was carried out before and after the two unit structure of the electromagnetic simulation software, according to the calculation of S parameters and the reduction program to restore the equivalent refractive index of the material; (6) the two layer parallel to the occurrence of relative movement, record S the parameters and reduction of refractive index; (7) according to the S parameter simulation unit reduction index selection index is approximate to zero frequency point for working frequency; (8) the artificial material structure unit design in two-dimensional plane array antenna assembly. The invention can obtain high directivity Frequency Reconfigurable antenna.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种天线设计方法,具体地说是一种新型基于机械移动的工作频率可重构的天线设计方法。
技术介绍
自从英国科学家Pendry和美国科学家Smith在人工材料开创性的研究工作后,具有负介电常数和负磁导率的人工结构材料吸引了大量研究人员的研究兴趣。正因为人工结构材料独特的电磁特性(负折射率、低折射率、高折射率)等特性,人工结构材料在微波波段具有巨大潜在的应用价值。因此,科学家们设计的各种各样的电磁谐振器。他们都类似开口环和金属断线的组合,例如S型、Ω型、H型谐振器。取得许多诱人可喜的研究成果。但是早期的人工结构材料的研究大都是为了实现具有低损耗和宽波段的人工结构材料。但是,人工结构材料所固有的谐振使得其带宽都比较窄。为了解决这一难题,人们提出可控人工结构材料。可控方法是外界手段将人工材料的电磁特性调节到较高的或者较低的频率范围去。这种可控方法的提出极大地促进了可重构天线的发展。2006年,中国浙江大学有研究小组将反平行的S环加载电容,并将其应用到天线上,通过控制不同区域的电容值成功地控制天线主瓣方向的偏转。但是基于频率可重构人工结构材料天线的研究很少有报道。2002年,S. Enoch等人应用一种六片正方形金属网格材料置于单极子天线获得很好的方向性,他们将这种高方向性归结为材料的近零折射率。紧接着出现关于近零折射率的诸多报道。将近零折射引入到可控技术中,即可以设计出高方向性的频率可重构的高方向性天线。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对现在人工结构材料设计的天线工作在单频或者工作频率过窄普遍状况,提供一种基于机械式移动的频率可重构天线,它利用 ...
【技术保护点】
1.一种基于机械式移动的频率可重构天线,其特征在于所述天线的制作步骤如下:(1)初步确定天线工作频率范围;(2)确定人工结构材料金属结构的形状为口字型金属结构;(3)将口字型金属结构的人工结构材料前后叠放两层,并在前后两个口字型金属结构之间填充介电常数近似与空气相等的介质材料,起到固定支撑的作用;(4)当前后两层口字型金属结构的人工结构材料不发生相对位置移动时,利用电磁场仿真软件计算单元的散射参数,并利用计算得到的散射参数还原折射率;选择天线的工作频率为还原折射率接近于零的频点,即可以设计出不发生相对位置移动时的高方向性天线;(5)前后两层口字型金属结构的之间发生相对移动时,重复上述步骤计算电磁散射参数并还原折射率,再次选择折射率近似为零的频率,。因为前后两层材料之间的等效电容发生变化,谐振频率也会相应地偏移,进而影响等效折射率,因此天线的工作频率也可以发生变化;(6)对两层两个口字型金属结构的人工结构材料在二维平面进行周期性排列,则可组装出所需的天线,选取前后两层材料合适相对偏移量,根据偏移量可以设定天线工作频率,再进行加工测试,即实现了频率可重构天线。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员:杜春雷,王义富,董小春,袁桂山,史立芳,
申请(专利权)人:中国科学院光电技术研究所,
类型:发明
国别省市:90
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