摘要
随着无线通信系统多频化、多功能化及高集成化发展，一个平台搭载多个天线所导致的干扰问题愈发不可忽视，传统单一天线已无法满足系统需求。集多模式、小体积、高性能等优势于一身的可重构天线成为近年来微波领域的研究热点。针对目前无线通信、卫星导航要求同时实现多种频率极化选择与柔性共形等关键问题，本文将镓基液态金属与天线技术相结合，利用其流动性和强导电性，对液态金属的控制方式进行了实验，并设计了多款可重构天线。将主要工作概括如下: 1.进行了液态金属电控实验，探究了液态金属电压控制与机械控制机理，在此基础上利用液态金属打印机及柔性材料制作了一款柔性单极子天线，通过拉伸改变其物理长度的同时，通过矢量网络分析仪测量其|S11|参数，探究辐射性能的变化;基于液态金属设计了一款利用共面波导结构馈电，应用在毫米波频段的频率与极化复合可重构天线，在方形环缝隙上方加微流通道，通过调整注入液态金属的位置实现左旋与右旋这两种极化状态之间的切换，同时保持12％的3dB轴比带宽，使天线可以在38GHz-42.5GHz范围内频率连续可重构，天线增益大于2.5dBi，在频带范围内有较好的性能。 2.设计了两款频率与极化复合可重构单极子天线。首先设计了一款弯折单极子天线，调节液态金属注入的位置与长度实现LHCP状态下的7种可调频带，总的3dB轴比带宽为56.83％(2.96GHz-5.31GHz)，实现RHCP状态下的8种可调频带，总的3dB轴比带宽为65.59％(2.91GHz-5.75GHz);接着设计了一款加载寄生螺旋结构的单极子天线，实现了LHCP和RHCP极化状态的切换以及频率可重构，两种状态的3dB轴比带宽约为68.9％。 3.设计了两款频率与极化可重构交叉偶极子天线。首先基于自相移结构设计了一款极化可重构交叉偶极子天线，通过调节液态金属注入位置实现LP、LHCP和RHCP的切换，其中LP状态的阻抗带宽为19.08％(5.69GHz-6.89GHz)，LHCP与RHCP的3dB轴比带宽分别为41.62％(4.11GHz-6.27GHz)，29.25％(4.67GHz-6.27GHz);接着利用λ/4移相环设计了一款频率与极化复合可重构交叉偶极子天线，使天线在LHCP和RHCP间切换，总的3dB轴比带宽分别为49.21％(1.44GHz-2.38GHz)，50.65％(1.43GHz-2.40GHz)，同时获得8个可调的圆极化频带。
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