非周期CRLH传输线偶极子天线的带宽扩展技术

"本文提出了一种非周期复合左右手（CRLH）传输线偶极子天线的设计方法，旨在解决传统周期CRLH天线带宽窄的问题。通过采用不同尺寸的LC梯形网络单元构成N个单元的非周期结构，实现了参差调谐，从而优化了天线的阻抗匹配，显著拓宽了天线的阻抗带宽。具体实现中，设计了一个四单元的非周期CRLH偶极子天线模型，当天线长度为0.135λ0时，其回波损耗S11低于-10dB的相对阻抗带宽达到了8.55%，验证了该设计的有效性。" 在无线通信领域，天线的设计至关重要，尤其是在高频和微波频段，因为这些频段对天线的带宽要求较高。传统的偶极子天线虽然简单且成本低，但其带宽往往有限，无法满足现代通信系统对宽频带的需求。复合左右手（CRLH）传输线作为一种新型的电磁波传播媒介，因其独特的电磁特性，如负折射率和可调谐性，被广泛用于天线设计中。然而，周期性的CRLH天线存在带宽窄的问题，限制了其应用。 本文提出了一种创新的非周期CRLH传输线天线模型，利用N个具有不同尺寸的LC梯形网络单元，通过调整各个单元的参数实现参差调谐。这种设计策略可以有效地拓宽天线的阻抗带宽，同时改善阻抗匹配，确保天线在更宽的频率范围内工作时仍能保持良好的辐射效率。实验结果显示，设计的四单元非周期CRLH偶极子天线在长度为0.135λ0的情况下，其阻抗带宽相比于传统设计有了显著的提升，达到了8.55%。这一改进对于提升通信系统的频率利用率和增强信号传输质量具有重要意义。 此外，非周期结构的引入还降低了天线对环境和制造公差的敏感性，提高了设计的稳定性和实用性。这种方法对于未来无线通信设备的小型化、高性能化以及适应多频段通信需求具有潜在的应用价值。 该研究提供了一种新的CRLH天线设计思路，通过非周期结构和参差调谐解决了带宽窄的问题，对于推动无线通信技术的发展具有积极的促进作用。未来的研究可能将进一步探索更多单元数量下的非周期CRLH天线设计，以及在不同应用场景中的优化和实现。