摘要
随着现代通信技术的快速发展，针对无线传输系统的天线的设计也提出了越来越高的要求。以电磁带隙(Electronic Band Gap,EBG)，人工磁导体(Artificial Magnetic Conductor,AMC)和频率选择表面(Frequency Selective Surface, FSS)为代表的人工电磁材料结构，由于其频率的选择性和特定的反射相位特征，被广泛的用于设计高性能天线，包括高增益天线，超宽带天线，圆极化天线等。应用的场景包括需要减小天线辐射的无线医疗领域和可穿戴领域，缩减天线的雷达散射截面(Radar Cross Section, RCS)的军事领域和航天领域等。 本文针对无线体域网通信中全向天线在靠近人体或者金属表面时阻抗失陪的问题，设计了一个加载AMC反射板的高增益天线。该天线为全向辐射的缝隙天线，下方加载了小型化AMC结构，利用AMC的高阻抗和零反射相位特性提高天线增益。缝隙天线的谐振频点在2.44GHz，增益为3.8dBi，加载AMC反射板后天线的增益达到了6.8dBi，与此同时背向辐射也有很大幅度减小，天线的鲁棒性得到了提高。 在此基础上，为了满足2.4G无线通信中运动的物体需要实时接收和发送信号的需求，利用AMC和单极子天线设计了一个圆极化天线。对异形AMC不同极化方向上的反射相位做了研究，通过在AMC结构的两个正交方向上分别实现±90°的反射相位，改变了天线的极化方式，在线极化天线的结构基础上实现了右旋圆极化天线，所采用的AMC反射板结构减小至2*2单元。测试表明圆极化天线的工作频带为2.15GHz-2.52GHz，实测轴比带宽为65MHz，天线在谐振频点上增益达6.9dBi，能够满足圆极化天线的应用需求。
NETL