本文主要針對Fabry-Perot諧振腔天線的寬帶高增益技術(shù)做了分析和研究。首先對Fabry-Perot諧振腔相關(guān)理論以及陣列技術(shù)進行了簡要的闡述,然后重點研究微帶天線的“高增益寬帶”技術(shù)。主要通過加載具有正相位反射特性的部分反射表面（Partially Reflective Surface,PRS）,構(gòu)成Fabry-Perot諧振腔天線來實現(xiàn)。本文主要進行的研究內(nèi)容如下:首先,分析Fabry-Perot諧振腔天線的工作原理,得出了傳統(tǒng)部分反射表面增益帶寬較窄的原因:反射系數(shù)相位隨著頻率增大而減小。然后設(shè)計出一種具有正反射相位梯度的部分反射表面,并說明了其優(yōu)勢所在。通過電磁仿真軟件HFSS仿真,分析該部分反射表面各參數(shù)變化對其性能的影響。最后得出結(jié)論:其反射系數(shù)幅度隨著相對帶寬的增大而減小。其次,研究微帶天線圓極化技術(shù),以及展寬圓極化微帶天線3dB軸比帶寬的方法,設(shè)計出具有寬帶圓極化特性的天線單元。然后研究了阻抗匹配原理和天線陣列技術(shù),設(shè)計出相應(yīng)的饋電網(wǎng)絡(luò)以及具有圓極化特性的微帶天線陣列。然后,研究提高Fabry-Perot諧振腔天線增益的方法,并分別將微帶天線單元和微帶天線陣列作為F... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：碩士

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木樁EBG結(jié)構(gòu)單元

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文4一個帶有開槽的天線陣列作為電磁帶隙結(jié)構(gòu)諧振腔天線的饋源，該款天線不僅具有較高的增益，并且將工作帶寬增加到了13.2%[28]，其天線結(jié)構(gòu)模型如圖1-2所示。RuinaLian等人采用一種在介質(zhì)基板上印制互補性金屬結(jié)構(gòu)的部分反射表面，獲得了12.5%以上的增益帶寬[29]。葛志晨等人采用組合電磁帶隙結(jié)構(gòu)與頻率選擇表面結(jié)構(gòu)作為覆層的方式，不僅阻斷了天線的反向輻射，還拓寬了天線的增益帶寬[30]。Naizhi等人采用了兩種具有不同介電常數(shù)的雙層介質(zhì)基板疊加的方法，將增益帶寬拓寬到25.8%[31]。WenQuanCao等人設(shè)計出一種新型的部分反射表面，其由兩個表面都帶有二維金屬貼片陣列的介質(zhì)板組成，加載在饋源天線上面，-3dB增益帶寬達到了42.3%[32]。葛志晨等人利用在同一平面上，單元結(jié)構(gòu)逐漸變化的頻率選擇表面可以補償反射相位的原理，展寬了增益帶寬[33]。Z.H.Wu等人設(shè)計出一種復(fù)合空饋天線陣列，用尺寸大小漸變的頻率選擇表面反射板與HIP結(jié)構(gòu)接地板組成諧振腔天線，該天線的反射相位得到了合理的補償，有效地擴寬了其增益帶寬[34]。圖1-2開槽陣列為饋源的諧振腔天線的結(jié)構(gòu)圖2.降低剖面當滿足Fabry-Perot諧振腔天線的諧振條件時，傳統(tǒng)的Fabry-Perot諧振腔天線的腔體高度通常取二分之一個工作波長。因此，當諧振腔天線在較低頻率范圍內(nèi)工作時，其波長也會較長，這就使諧振腔腔體高度變大。為了降低其腔體剖面的高度，A.P.Feresids使用具有較低反射相位特性的人工合成磁導(dǎo)體材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)諧振腔天線的接地板，相較于傳統(tǒng)的諧振腔天線，其腔體的高度減少一半[35]。L.Zhou等人采用反射相位為負值的異向介質(zhì)板作為諧振腔天線的接地板，同樣達到了降低諧振腔腔體的高度的目的[36]。A.Ourir等人使用異向介質(zhì)板結(jié)構(gòu)作

第一章緒論5圖1-3HIS-AMC結(jié)構(gòu)圖3.實現(xiàn)雙頻或多頻化要想實現(xiàn)Fabry-Perot諧振腔天線的雙頻或多頻化，應(yīng)使天線滿足兩個或者多個不相同的諧振模式。為了實現(xiàn)雙頻化，一種有效地方式是采用雙層的頻率選擇表面，作為Fabry-Perot諧振腔天線的部分反射板，適當調(diào)節(jié)每個頻率選擇表面與接地板之間的距離，即可使諧振腔天線在兩個頻率不同的諧振模式工作[38][39]。很顯然，多層頻率選擇表面反射板之間的間距太大，不能實現(xiàn)腔體剖面低的目標。2006年，D.H.Lee使用印刷Dipole形貼片的雙層頻率選擇表面作為天線的覆層，所得到的諧振腔天線能夠?qū)崿F(xiàn)雙頻工作特性。XieP等人設(shè)計出一種對不同極化波具有不同反射相位的反射超表面，并以此表面作為接地板，可實現(xiàn)在8.35-8.56GHz和9.5-10.1GHz兩個頻段內(nèi)工作[40]。4.實現(xiàn)波束控制對Fabry-Perot諧振腔天線來說，要想實現(xiàn)波束的控制，具有一定的難度。但在一些實際的應(yīng)用中，需要滿足諧振腔天線也具有波束控制的功能。G.K.Palikara所設(shè)計出的諧振腔天線為圓柱形，饋源為放在腔體內(nèi)部的半波偶極子。由于諧振腔腔體的影響，半波偶極子垂直平面波束的寬度被壓縮，從而實現(xiàn)了寬波束的輻射特性[41]。Y.Hao等人提出了一種位于同一平面內(nèi)的緊湊型電磁帶隙(UniplanarCompactElectromagneticBandgap，UC-EBG)結(jié)構(gòu)，用以構(gòu)成Fabry-Perot諧振腔，然后將貼片天線從UC-PBG腔體中心移開，即可形成天線波束[42]。為了實現(xiàn)更好地調(diào)整天線的反射系數(shù)相位，A.Ourir采用一種特殊的異性材料作為Fabry-Perot諧振腔天線的部分反射表面，這種材料由感性和容性金屬片交錯構(gòu)成，通過改變接地板上金屬片之間的距離，引起反射系數(shù)相位的變化，實現(xiàn)了從20到+20范圍內(nèi)的波束掃描[43]。2008年，基于A.Ourir的研究，A.R.Weily增加了?

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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