基于贴片天线传感器阵列的结构“智能皮肤”设计开题报告

 2020-02-10 11:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

1.国内外研究现状

(1)贴片天线的研究

在1953年,微带天线第一次被美国的DeschampsG.A.教授提出。由于前期理论不足,微带天线在开始一段时间内并没有很大的发展,也没有引起足够的重视。一直到上世纪七十年代,在敷铜、敷金介质基片光刻技术的大发展和理论模型的完善下,由Munson R. E.和Howell J. Q.等成功研制出第一批可用于实际的新型微带天线后才真正的开始发展和用于工程实际[4]

2008年Tata U, Huang H等人第一次提出基于贴片天线的应变测量,通过

发现应变改变金属片的尺寸,导致了天线的共振频率发生了改变,通过使贴片天线与铝悬臂连接起来,并在悬臂梁自由端的梁和施加载荷,来进行应变测量。通过探究其中关系,而这已经打开了贴片天线的又一个大门[5]

2011年I Mohammad等人运用矩形贴片天线研究裂纹的监测和检测。由于地面上存在裂缝,天线的平面改变其导电性,从而降低了天线传感器的共振频率。通过实验得出传感器可以用亚毫米的空间分辨率监测裂纹生长[6]

2012年I Mohammad,Haiying Huang等人在研究天线传感器在裂纹检测的基础上,通过分析天线共振频率的裂纹引起的位移来监测裂纹方向,最终确定天线传感器能够提供关于裂纹方向的量化信息[7][8]

2013年xiaohua.Yi,ManosM.Tentzerisb,Roberto T.Leon等人进行了用于应变和裂纹传感的无源无线天线传感器的相关测试[9]。

2014年葛航宇等人对基于微带天线的应变测量技术进行了可行性探究.来表征应变.通过设计和制作四种不同尺寸的微带天线,来探究基于微带天线的应变测量技术,同时研究其影响因素[10]

2017年何存富等人对新型微带贴片天线应变传感器辐射元尺寸和馈电位置对谐振频率的影响进行了实验研究,并利用网络分析仪对传感器谐振频率进行提取。通过悬臂板实验,验证了该传感器对于应变检测的可行性[11]

2019年Palanivel Rajan, S.; Vivek, C.利用电路板FR4在制造过程的高

性能,针对无线设备,提出了一种以最小返回损耗为支撑的带微纹线的两层电磁耦合矩形贴片天线的设计方案[12]

贴片天线自身所具有的的质量轻,体积小,剖面薄,且安装方便,简单的特点,使得其自身便于集成化,操作简单,且在工程运用中不占空间。所以,如今国内外许多团队正在进行着关于贴片天线的研究。

(2)微带天线阵列的研究

1998年来自格里菲斯大学的David. Thiel基于八木天线,研究了一种适用于陆地移动通信的极化电子可操纵微带贴片天线阵列。该阵列的主瓣覆盖了20°到70°的高程角,在8.4GHz时峰值增益为1.54dBi,在11.7GHz时峰值增益为 1.62dBi。通过在四个元件之间进行电子切换,可以实现全方位覆盖[13]

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