本文關(guān)鍵詞：毫米波頻率選擇表面與天線覆層研究

  更多相關(guān)文章： 毫米波 頻率選擇表面 FP諧振天線 石墨烯 表面電阻率

【摘要】：隨著毫米波技術(shù)的不斷發(fā)展,毫米波器件與天線在軍事和民用通信系統(tǒng)中應(yīng)用日趨廣泛。在毫米波通信系統(tǒng)終端,對天線的尺寸、增益和波束調(diào)控要求越來越高。頻率選擇表面(Frequency Selective Surface,FSS)是一種由諧振單元按二維周期性排列構(gòu)成的單層或多層平面或立體結(jié)構(gòu),對電磁波有頻率選擇作用,被廣泛應(yīng)用于雷達(dá)天線罩或高增益天線覆層。法布里-珀羅(Fabry-Perot,FP)天線是由饋源、反射板和部分反射表面構(gòu)成的諧振式天線,具有低剖面、高增益、高定向性、加工簡單等特點。FP諧振天線的部分反射表面一般采用金屬型頻率選擇表面作為天線覆層。石墨烯作為碳基二維薄膜材料,具有高透光率、可控電導(dǎo)率、高機(jī)械強(qiáng)度、高熱導(dǎo)率等優(yōu)良特性,與傳統(tǒng)金屬FSS可以構(gòu)成可調(diào)控的復(fù)合型頻率選擇表面。本文主要研究毫米波頻率選擇表面及其在高增益低剖面FP諧振天線中的應(yīng)用。采用波導(dǎo)端面縫隙天線作為天線饋源,金屬貼片頻率選擇表面(FSS)和石墨烯復(fù)合型頻率選擇表面分別作為部分反射表面,設(shè)計了多款新型毫米波FP諧振天線,主要工作及創(chuàng)新點如下:1.基于金屬貼片陣列頻率選擇表面的基本理論,設(shè)計了中心頻率為25GHz的毫米波頻率選擇表面(FSS),研究了其傳輸與反射特性;2.基于波導(dǎo)端面縫隙天線和FP諧振天線設(shè)計理論,分別采用金屬反射板和人工磁導(dǎo)體(AMC)反射板設(shè)計了兩種中心頻率為25GHz的金屬貼片F(xiàn)SS覆層的毫米波天線,其工作頻率處的最大增益分別為16dBi和15.1dBi,厚度分別為6mm和3.7mm,對加載FSS覆層的兩種毫米波FP諧振天線進(jìn)行了加工測試,驗證了仿真結(jié)論;3.研究了石墨烯與金屬貼片陣列復(fù)合型FSS的傳輸與反射特性,基于石墨烯復(fù)合型FSS覆層分別設(shè)計了金屬反射板和AMC反射板的兩款毫米波FP諧振天線。通過改變石墨烯的表面電阻率控制天線增益和波束寬度。仿真結(jié)果表明,當(dāng)石墨烯表面電阻率從5000Ω/sq減少到50Ω/sq,加載金屬反射板的天線最大增益由15dBi降低到10dBi,E面3dB波束寬度由18.0deg增加到23.6deg,H面3dB波束寬度由21.2deg增加到28.8deg;加載AMC的天線最大增益由13.4dBi降低到5dBi,E面3dB波束寬度由23.6deg增加到27.8deg,H面3d B波束寬度由16.2deg增加到20.4deg,采用大小為25mm?25mm和不同表面電阻率的石墨烯樣品對仿真結(jié)果進(jìn)行驗證分析。
【關(guān)鍵詞】：毫米波 頻率選擇表面 FP諧振天線 石墨烯 表面電阻率
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN822
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符號對照表11-12
• 縮略語對照表12-14
• 第一章 研究背景與現(xiàn)狀14-26
• 1.1 毫米波通信需求分析14-17
• 1.2 頻率選擇表面研究現(xiàn)狀17-20
• 1.3 毫米波天線研究現(xiàn)狀20-23
• 1.4 天線覆層研究意義23-26
• 第二章 毫米波頻率選擇表面設(shè)計26-36
• 2.1 頻率選擇表面的組成和分類26-27
• 2.2 頻率選擇表面的理論分析與基本仿真方法27-30
• 2.3 毫米波頻率選擇表面單元設(shè)計30-33
• 2.4 毫米波頻率選擇表面整體仿真設(shè)計33-36
• 第三章 基于FSS覆層的毫米波天線36-56
• 3.1 毫米波波導(dǎo)縫隙天線設(shè)計36-40
• 3.2 基于FSS覆層加載的毫米波FP諧振天線設(shè)計40-47
• 3.3 基于AMC反射板和金屬FSS覆層的毫米波天線設(shè)計47-56
• 第四章 基于石墨烯復(fù)合型FSS的毫米波天線56-68
• 4.1 石墨烯的基本理論56-59
• 4.2 石墨烯復(fù)合結(jié)構(gòu)頻率選擇表面設(shè)計59-62
• 4.3 石墨烯FSS覆層毫米波天線設(shè)計62-65
• 4.4 加載AMC的石墨烯FSS覆層毫米波天線設(shè)計65-68
• 第五章 結(jié)束語68-70
• 參考文獻(xiàn)70-74
• 致謝74-76
• 作者簡介76-78

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 強(qiáng)海霞;蔣立勇;李相銀;;一種旋繞型頻率選擇表面的傳輸特性分析[J];光電技術(shù)應(yīng)用;2009年01期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 楊超;左手材料理論及應(yīng)用研究[D];南京理工大學(xué);2014年

2 顧瑩瑩;高阻抗表面EBG結(jié)構(gòu)天線應(yīng)用的研究[D];東南大學(xué);2006年

，

本文編號：1115793