【摘要】：隨著微電子技術的發(fā)展,以柔性材料代替硬質材料作為介質基底的柔性共形天線成為新興的熱門研究方向。柔性天線不僅能與載體很好的共形,而且可以卷曲與展開以節(jié)省存放空間,同時可以保持天線性能穩(wěn)定,為人們的生活提供了便捷。柔性天線易于與曲面共形的特點,在生物醫(yī)學、智能穿戴、航空航天、軍事等領域中涉及小型化電子設備的地方有著廣泛的應用前景。本文設計了一款共面波導饋電的柔性天線,并對其進行MEMS工藝制備和測試,主要的研究內(nèi)容可概括為:(1)基于共面波導饋電天線的基本理論,在Ansys HFSS中仿真設計了天線的結構,并對重要參數(shù)進行仿真優(yōu)化,分析了結構變形及應力/應變對天線頻率特性和輻射特性的影響。該柔性天線中心頻率為7.5GHz,通過對其形變的仿真可以得出,天線在實現(xiàn)彎曲共形及拉伸變形的過程中,中心頻率在7.5GHz處保持不變,輻射效果保持不變。(2)研究了柔性天線的制備方法及工藝流程,討論不同介質基底的特征,基于MEMS微機械工藝對該柔性天線進行加工。通過在聚二甲基硅氧烷PDMS上物理沉積一層剛性銅膜的方法,首先PDMS經(jīng)過預拉伸處理和表面改性處理可使其表面形成褶皺,然后沉積銅膜時的熱處理造成PDMS表面二次褶皺,研制出了一款PDMS表面褶皺化的柔性天線。PDMS表面褶皺化的目的是當天線形變后表面的剛性銅膜不會張裂。(3)測試了天線在彎曲/拉伸時的性能。測試結果發(fā)現(xiàn),當天線無論在彎曲過程還是拉伸過程,測試結果均與仿真相同,回波損耗曲線沒有變化,中心頻率穩(wěn)定在7.5GHz附近,輻射方向也沒有受到影響。經(jīng)過柔性度的測試,說明該柔性天線保持了穩(wěn)定的性能且可恢復,彎曲度可達360°,拉伸度可達40%。本文針對柔性天線的發(fā)展需求,探索柔性天線的設計與實現(xiàn)方法,為柔性天線的共形設計提供了相應的解決方案,為天線與電子設備的集成化提供了參考。
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TN820
【圖文】：

上操作印刷天線，那么性能可能不太理想。在非平面一種解決方案是在能夠安裝在彎曲表面上的半柔性或。盡管先前已經(jīng)提出了幾種共形天線的初始設計，但定和已知曲率的特定非平面表面上操作。因此，如果表面的曲率變化在其工作期間可靈活操作，則系統(tǒng)在大的靈活性。因此，在柔性基底上實現(xiàn)印刷微帶天線使用天線提供的一種解決方案。圖 1.1 矩形微帶天線輻射貼片微帶饋線介質基底接地面輻射方向

中北大學學位論文線的研究現(xiàn)狀以各種柔性材料代替硬質材料作為介質基底的天線成為新的北卡羅來納州立大學的 Ju-Hee So 等人[3]制作了一款可實現(xiàn)子天線。該天線在頻率 1.91GHz~1.99GHz 的范圍內(nèi)實現(xiàn) 90%固體金屬元素(如銅)的類似偶極子的預期效率。天線由注入流體金屬合金共晶鎵銦(EGaIn)組成。與傳統(tǒng)的銅質天線相比法可以更容易地制作出流體天線。天線可以承受機械變形(在消除施加的應力后恢復到原來的狀態(tài)。EGaIn 在 PDMS了電氣連續(xù)性。天線的形狀和功能是可重新配置的。在應變長，無任何滯后現(xiàn)象，可以機械地調(diào)節(jié)諧振頻率，測量的中有限元模型預測的中心頻率具有很好的一致性。

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本文編號：2716780