【摘 要】
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近年来,可延展柔性电子技术已被广泛应用于实现可穿戴器件、可重构器件等新型电子器件。射频电路作为电子系统的重要组成部分,其柔性化是扩展柔性电子应用的重要一环。微带结构是射频微波电路中的重要结构之一,实现可延展柔性微带结构可以有效推动柔性射频电路的发展。然而传统微带结构的地平面结构不具有可延展性,难以仅通过导带结构的改变实现柔性微带结构。因此,以微带结构地平面的可延展柔性化设计为核心,探索并实现射频微
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近年来,可延展柔性电子技术已被广泛应用于实现可穿戴器件、可重构器件等新型电子器件。射频电路作为电子系统的重要组成部分,其柔性化是扩展柔性电子应用的重要一环。微带结构是射频微波电路中的重要结构之一,实现可延展柔性微带结构可以有效推动柔性射频电路的发展。然而传统微带结构的地平面结构不具有可延展性,难以仅通过导带结构的改变实现柔性微带结构。因此,以微带结构地平面的可延展柔性化设计为核心,探索并实现射频微带线在可拉伸电子系统中的应用,对可延展柔性电子技术的发展具有一定的意义。本文基于缺陷地结构（Defected Ground Structure,DGS）,对微带线的柔性化技术展开了研究,提出并设计了几款不同结构的柔性射频微带线。运用HFSS、ADS、txline电磁软件仿真得到微带线的射频电学S参数。再运用ABAQUS力学有限元软件仿真得到微带线的应力应变分布云图及曲线。在理论分析的基础上,进行了样品的制备。利用原位射频测试手段对具有DGS结构的柔性射频微带线在不同拉伸率下的电学和力学性能进行了实验,分析了DGS结构构型对柔性微带线力电性能的影响。本文的主要研究内容如下:1、对DGS结构的基础电磁特性进行了分析。其中,重点讨论了DGS结构的滤波特性在微带结构地平面设计中的应用。2、结合周期网格设计思路和电磁计算软件,设计了具有不同DGS结构的柔性射频微带线。电磁模拟计算结果表明,该类微带线具有良好的带外抑制能力,且在L和S波段具有实际的应用价值。利用矢量网络分析仪和原位拉伸平台等设备进行了不同拉伸条件下的S参数测试,验证了柔性射频微带线在出现大形变时的性能稳定性。结果表明,经过优化设计的DGS结构柔性射频微带线在0-5GHz的频率范围内S11<-10d B且S21>-3d B;在拉伸率为30%时,3d B截止频率的变化率不超过2%。3、结合计算和实验结果,对DGS结构参数与柔性射频微带线性能的关系进行了分析,建立了DGS柔性射频微带线的物理模型。结合模型,分析了柔性射频微带线的力学性能和电学性能之间的耦合特性。
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