文档介绍：杭州电子科技大学
硕士学位论文
MEMS可重构天线的研究与设计
姓名:梁婵君
申请学位级别:硕士
专业:电路与系统
指导教师:官伯然;项铁铭
20100101
杭州电子科技大学硕士学位论文
摘要
近年来,随着现代移动通信、卫星通信、无线本地通信和各种军/民用雷达的迅猛发展,
对作为无线通信系统必不可少的部件之一的天线的需求也日益提高。随着无线通信系统的功
能日益完善,因此通信系统常常需要在同一个系统中架设各种发射、接收天线的情形也越来
越多。另外,现代通信在满足大容量、多功能、超宽带综合信息的要求外,往往还需要考虑
降低成本,减轻重量,减小体积的要求。因此,MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)
可重构天线应运而生。
MEMS 可重构天线是近几年出现的新型的天线技术,这种天线能够在不改变其机械结构
的情况下,通过 MEMS 开关等非机械的手段来改变其关键的特性参数,如工作频率、辐射方
向图、极化方式、雷达散射截面和输入阻抗等等。这样,它能在没有机械变换部件的情况下
适应不同的电磁环境。常用的可重构天线有频率可重构、方向图可重构、频率和方向图可重
构和极化可重构等。这种天线具有结构紧凑、干扰少、多路传播效应小、多模式多频段、结
构尺寸小等优点。因此这种天线在无线通信系统中的应用非常广泛。
本论文设计的是基于 MEMS 开关的可重构天线。论文研究的主要工作如下:
首先,概述了可重构天线的研究意义和研究背景,并阐述了本论文需要完成的主要内容。
由于微带天线的诸多优点,本文设计的是微带可重构天线。因此,本文的第二章主要介绍了
微带天线理论基础,包括微带天线的主要结构、主要参数、优点以及分析方法、馈电方式。
其次,本论文对 MEMS 开关的结构和原理进行了研究,并选取适当的模型进行仿真,分
析了 MEMS 参数对开关传输特性的影响,最后,将 MEMS 开关与传统的射频开关进行比较,
分析了其优缺点。
再次,本论文研究了极化可重构天线的设计。本文研究了极化可重构天线的原理和设计
原则,然后设计了工作在 GHz 的圆环微带天线。该天线是一个结构简单的圆环形微带天
线,采用单馈电形式,在圆环形贴片的相互正交的方向上通过 MEMS 开关加载了两个长条形
耳片。控制开关的工作状态可以使该天线动态的切换为左旋圆极化状态或者右旋圆极化状态。
最后,本论文还研究了频率可重构天线的设计。首先对天线的等效模型对其传输及辐射
特性进行了分析研究,然后提出了一种新型的频率可重构微带缝隙天线。该天线通过在曲折
缝隙上加载 MEMS 开关,实现了良好的频率可调特性,即在 GSM 900,DCS 1 800,PCS 1 900
和 GPS 频段的切换。由于天线的曲折结构使天线结构更加紧凑减小了天线的尺寸。之后,对
此 MEMS 可重构天线进行了仿真,仿真结果表明各种模式下天线带宽基本满足设计指标,并
具有良好的全向性。
在本论文的结尾对全文工作进行了总结并展望。

I
杭州电子科技大学硕士学位论文
关键词:可重构,MEMS, 微带,极化切换,微带缝隙天线
II
杭州电子科技大学硕士学位论文
ABSTRACT
In recent years, with rapid development of modern munications, satellite
communications, wireless munications and a variety of military and civilian radar,the
demand of the antennas which is one of the ponents of munication
systems increases. Due to more perfect functions of the munication system,
communication systems, they often require a system to set up variety of transmitter and receiver
antennas. In addition, in order to meet the requirements of high-capacity, multi-function,
ultra-wideband integrated information, we often need to consider with reducing the costs, weight
an