一款基于表面改性和MEMS工艺的超宽带柔性天线
5页1、一款基于外表改性和MEMS工艺的超宽带柔性天线简要:摘 要:文中提出一款新型的超宽带(UWB)柔性天线,具有重量轻、体积小、结构紧凑、易共形等特点,适用于超宽带无线通信系统。该天线以柔性材料聚二甲基硅氧烷(PDMS)为介质基底,并摘 要:文中提出一款新型的超宽带(UWB)柔性天线,具有重量轻、体积小、结构紧凑、易共形等特点,适用于超宽带无线通信系统。该天线以柔性材料聚二甲基硅氧烷(PDMS)为介质基底,并在介质基底的一侧单面覆盖金属铜,设计了双圆形辐射贴片和具有缺陷结构的金属地。为了降低加工本钱,简化工艺流程,采用共面波导(CPW)的馈电方式,并基于微电子机械系统(MEMS)工艺进行等离子(Plasma)刻蚀处理和天线加工制造。结果说明,所设计的天线带宽到达 9.86 GHz(2.83 12.69 GHz)频率范围,包括 3.110.6 GHz 的超宽带(UWB)频段,阻抗相对带宽为 127%,与仿真结果根本一致。对加工后的天线进行弯曲效果测试,测试结果说明,在一定的弯曲条件下,该天线表现出良好的阻抗匹配特性和稳定的远场辐射模式,满足超宽带通信的需求,这使得它适合于现代柔性电子系统集成
2、。张众贺; 张斌珍, 现代电子技术 发表时间:2022-09-01关键词:UWB柔性天线;超宽带;共面波导;外表改性;微电子机械系统;柔性材料;PDMS基板0 引 言美国联邦通信委员会(FCC)为超宽带(UWB)无线电应用分配了从 3.110.6 GHz的频段,这给天线设计人员带来了机遇和挑战1 ,也使得超宽带系统的可行性设计和实现成为学术界和业界高度竞争的课题之一。超宽带天线是超宽带系统的关键组成局部,在过去的几年里吸引了大量的研究力量2 。超宽带具有较高的传输速率、较低的功耗以及与传统无线系统相比更简单的硬件需求等优点。超宽带系统可以集成在电子设备中,并可用于多种应用,如:多媒体连接和无线 PC 外设、无线网络和移动计算效劳的网络接入3 。传统天线是在刚性基板上刻蚀金属图案制作的,当刚性基板受外力挤压和弯曲时容易变形甚至断裂4 。与此同时,柔性电子技术应运而生,柔性电子产品与柔性天线集成,可满足当今信息化社会对无线连接的需求5 。目前可以实现柔性特征的材料有很多,例如:玻璃纤维、聚酰亚胺(PI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚四氟乙烯(PTF)等。在
3、天线领域,很多学者采用了不同的材料和不同的制作流程来实现天线的柔性,文献6利用 PDMS 材料封装液态金属 EGain,实现了可拉伸的柔性天线,频带宽度为 6.9 13.8 GHz,但制作工艺复杂,在压力过大时会有液态金属流出,从而污染电子系统。文献7设计了一款频带在 3.35.0 GHz的单极子柔性天线,基板采用PDMS材料,天线尺寸为 35 mm35 mm,有良好的自我恢复性能,但其频带较窄,不能实现超宽带性能。文献8将透明导电织物嵌入PDMS材料中,实现了透明的全地平面的超宽带天线,但因为其尺寸过大(80 mm67 mm),无法集成到现代紧凑和灵活的电子系统中。文献9提出了一种基于 2 mm 厚度织物的柔性纺织天线,天线工作在 2.35 GHz 频段,虽然它适用于特定的应用,特别是在可穿戴电子领域,但纺织基板容易起皱,且容易发生液体吸收及图案分散,从而影响天线性能。考虑到制作工艺及金属在基板上的粘附性,选择 PDMS 作为基板材料。相比于以上材料,PDMS 制造简单,经过等离子(Plasma)去胶处理使 PDMS 表层改性,对金属的黏附性较强,金属不易脱落,并且 PDMS 柔性基
4、底具有无缝隙、恢复性强、抗腐蚀等优点10 。综合比照了上述天线,本文将传统天线与新型柔性材料相结合,设计了一款结构紧凑双圆型的超宽带柔性天线。该天线以厚度为 0.6 mm 的 PDMS为基底,并采用共面波导(CPW)的馈电方式,辐射元件和地平面都印在基板的同一侧,降低了制造本钱和复杂性,实现了高达 10.1 GHz (2.8112.91 GHz)的频宽。1 天线的结构与设计采用有限积分技术的全波仿真软件 ANSYS HFSS 对该天线进行设计和参数化分析。基底采用新型柔性材料 PDMS,在双圆形辐射贴片上和两侧的接地平面覆盖金属铜。在仿真中,PDMS 的相对介电常数 r =2.67,介电损耗角正切 tan =0.037 5。该柔性天线的介质基板长为 L,宽为 W,厚度为 0.6 mm。该天线由在 PDMS 基板上溅射出的具有凹陷结构的接地贴片和用于鼓励的 CPW 馈电双圆形贴片组成。由于天线和馈电结构是在平面上实现的,所以只使用了一层单面金属化的基板,使得天线的制造非常简单,而且本钱极低。在实践中, CPW 线路与射频或者微波电路集成在系统板上。天线鼓励由两个串联的圆形贴片组成,有 3
《一款基于表面改性和MEMS工艺的超宽带柔性天线》由会员鲁**分享,可在线阅读,更多相关《一款基于表面改性和MEMS工艺的超宽带柔性天线》请在金锄头文库上搜索。
电子卷宗随案同步生成doc.doc
煤炭运输合同书范本.doc
2023年X县年春运工作汇报总结.doc
How_do_you_feel第二课时教学设计.doc
五年级数学上册小数乘小数和积的近似数.doc
段芳任务表单:个人SWOT分析表.doc
历史二轮专题版教师用书:第1部分 模块1 话题8 紫禁摇荡 Word版含解析
店长工作职责
《人体的神经调节》教学设计.doc
2023年学校未成年人思想道德建设工作总结汇报范文.doc
公司员工试用期转正个人工作总结(二篇)
澳大利亚咨询公司驻华代表机构年检存续文件公证认证.docx
乡党委重视教育工作修改稿.doc
2023建筑公司工作计划格式范文(三篇).doc
在小学低年级教学中.doc
华师网院专升本说明
实用版个人之间借款合同书.doc
2023年空姐应聘英文自我介绍.docx
仓库物料与成品先进先出管理细则-避免货物储存过久变质.doc
造价控制专项方案.doc
2022-08-19 4页
2022-12-03 2页
2023-10-14 1页
2024-02-01 4页
2023-05-25 8页
2022-12-03 4页
2023-11-07 93页
2023-11-05 25页
2022-10-05 8页
2022-11-12 20页