论文部分内容阅读
随着无线技术的发展,手机的功能从最开始单一的语音通讯扩展到娱乐、视频等多媒体领域,手机所拥有的功能越来越丰富,用户的数量也越来越多。手机与人们生活关系早已经密不可分,伴随而来的是人体暴露在手机辐射下的时间变得越来越长,手机所产生的电磁辐射对人体的造成的影响已成为不容忽视的问题。手机辐射会使人体组织产生热效应,过多过量的电磁波辐射会对人体造成失眠,记忆力减退,不安,头痛等不良影响。随着人们健康意识的增强,如何减小手机对人体的辐射,让人们拥有更加健康的通话质量,实现“绿色”通信,已成为了手机发展的新研究方向之一。天线的方向图代表着天线的能量分布,方向图可重构天线具有避开系统噪声和电子阻塞的潜力,能够有效提高系统性能,本文利用可重构技术对天线方向图进行重构,在手机通话时改变能量分布,减小天线朝向人体的电磁辐射,使手机实现健康、“绿色”的通话功能,本论文从方向图可重构天线和混合可重构天线两方面着手进行研究,主要的研究工作和创新点总结归纳为如下:1.本文将方向图可重构技术运用到手机天线设计中,使手机天线方向图可以进行重构,从而改变天线能量分布情况。本文共设计三款可重构天线,通过控制加载在天线辐射体上的开关状态来实现天线各个电参数的重构特性。当手机处于待机状态时,天线方向图处于全向工作状态;当手机处于通话状态时,对天线方向图进行重构,减少朝向人体头部辐射能量,使手机实现健康、“绿色”的通话功能。2.设计了一款工作在LTE2300（2.305-2.4GHz）、LTE2500（2.5-2.69GHz）和WIFI（2.4-2.484GHz）频段的方向图可重构手机天线,通过ANASYS HFSS15软件进行天线仿真,并制作了天线实物进行测试。仿真实验结果表明,当对方向图重构时,天线朝向人体的增益和电场强度有明显降低,并且SAR值有明显的改善。3.混合可重构天线能够同时实现多个参数的可重构,大大增加了可重构天线的使用范围,本文以八木天线为理论基础,设计并加工制作了一款方向图和频率同时可重构手机天线,在保证方向图趋势不变的条件下,通过频率可重构天线在低频段覆盖DCS1800（1.71-1.88GHz）和UMTS（1.92-2.17GHz）,在高频段覆盖LTE2300（2.305-2.4GHz）、LTE2500（2.5-2.69GHz）和WIFI（2.4-2.484GHz）。通过同频方向图重构,天线在高频段和低频段内均具体三种不同的辐射方向图。反射振子长度为0.440?,比传统的八木天线反射振子尺寸减小12%。4.以第一款混合可重构天线为结构基础,对其结构进行了改进设计,设计了一款覆盖GSM850（0.824-0.894GHz）和DCS1800（1.71-1.88GHz）频段的方向图和频率可重构手机天线,重构频率跨度约900MHz,有效的验证了该结构天线在较低频段设计时也具有很好的适应性能。该天线的反射振子尺寸为0.350?,与传统八木天线相比有尺寸较大幅度的减小。