本文關(guān)鍵詞： 緊耦合陣列 偶極子陣列 寬帶巴倫 阻抗變換　出處：《西安電子科技大學(xué)》2014年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：緊耦合天線陣是近來(lái)引人關(guān)注的研究熱點(diǎn)。與傳統(tǒng)的天線陣列設(shè)計(jì)過(guò)程中將天線單元之間的互耦效應(yīng)看做不利因素不同,緊耦合天線陣?yán)锰炀€單元之間的互耦效應(yīng)來(lái)展寬帶寬,實(shí)現(xiàn)寬帶化的同時(shí)可以降低剖面高度。然而在實(shí)際的工程應(yīng)用中,有限陣列的截?cái)嘈?yīng)和單元的饋電巴倫結(jié)構(gòu)問(wèn)題限制了緊耦合天線陣取得更寬的阻抗帶寬。本文針對(duì)以上兩個(gè)問(wèn)題,對(duì)緊耦合天線陣進(jìn)行了相關(guān)研究。論文的主要工作包括以下幾個(gè)部分:1.研究了截?cái)嘈?yīng)對(duì)有限規(guī)模,尤其是單元數(shù)目較少的緊耦合天線陣的影響。首先通過(guò)對(duì)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的研究,設(shè)計(jì)了振子臂末端具有重疊結(jié)構(gòu)的雙面印刷偶極子天線作為緊耦合天線陣的單元,同時(shí)通過(guò)在陣列上方覆蓋介質(zhì)層使帶寬進(jìn)一步的展寬。然后利用有限陣列與半無(wú)限周期陣列相結(jié)合的方法,針對(duì)所設(shè)計(jì)的6?6規(guī)模的有限陣列,分析了截?cái)嘈?yīng)對(duì)緊耦合天線陣的影響。結(jié)果表明E面截?cái)鄷r(shí)形成的截?cái)嘈?yīng)主要影響有限陣列在低頻端的阻抗特性。為了對(duì)截?cái)嘈?yīng)造成的天線陣列的性能惡化進(jìn)行補(bǔ)償,研究了兩種不同的端接方法。通過(guò)采用合適的端接方法,可以有效地改善陣列在低頻端的阻抗失配,使得該陣列能夠覆蓋200MHz-500MHz的頻率范圍(VSWR小于3),且垂直剖面高度僅為0.15個(gè)最大工作波長(zhǎng)。2.設(shè)計(jì)了應(yīng)用于緊耦合偶極子天線陣的饋電巴倫結(jié)構(gòu)。對(duì)采用不同結(jié)構(gòu)的阻抗變換器的饋電巴倫結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析與建模仿真,發(fā)現(xiàn)在200MHz到500MHz內(nèi),由于低垂直剖面高度的要求,直接實(shí)現(xiàn)50歐姆到200歐姆的阻抗變換較為困難。于是,首先采用共面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)和5階切比雪夫阻抗變換器把不平衡端的50歐姆端口阻抗?jié)u變?yōu)槠胶舛说?00歐姆端口阻抗。然后,利用平行雙導(dǎo)線結(jié)構(gòu)對(duì)相鄰天線單元進(jìn)行并聯(lián)饋電,最終在0.11個(gè)最大工作波長(zhǎng)的剖面高度內(nèi)實(shí)現(xiàn)了50歐姆到200歐姆的阻抗變換。
[Abstract]:The tightly coupled antenna array is a hot research topic in recent years. It is different from the traditional antenna array design that the mutual coupling effect between antenna elements is regarded as a disadvantage factor. The tightly coupled antenna array uses the mutual coupling effect between the antenna elements to widen the bandwidth, which can reduce the height of the section while achieving broadband. However, in practical engineering applications, The truncation effect of finite array and the problem of element feeding Barron structure limit the wider impedance bandwidth of tightly coupled antenna array. The main work of this paper includes the following parts: 1. The effect of truncation on the finite scale, especially the compact coupled antenna array with a small number of units is studied. A double-sided printed dipole antenna with overlapping structure at the end of the oscillator arm is designed as the element of the tightly coupled antenna array. At the same time, the bandwidth is further widened by covering the dielectric layer over the array. Then, by combining the finite array with the semi-infinite periodic array, the proposed method is applied to the design of 6? A limited array of 6 sizes, The effect of truncation effect on tight coupled antenna array is analyzed. The results show that the truncation effect of E plane truncation mainly affects the impedance characteristics of finite array at low frequency. In order to compensate for the deterioration of antenna array performance caused by truncation effect, Two different termination methods are studied. The impedance mismatch of the array at the low frequency can be effectively improved by adopting the proper termination method. The array can cover the frequency range of 200MHz-500MHz and the vertical section height is only 0.15 maximum working wavelength .2.The feed Barron structure for tightly coupled dipole antenna array is designed. The impedance of different structures is applied to the antenna array. The feed Barron structure of the converter is analyzed and simulated. It is found that in the range of 200MHz to 500MHz, it is difficult to realize the impedance conversion from 50 ohm to 200 ohms directly due to the requirement of low vertical profile height. Firstly, the coplanar waveguide structure and the 5th order Chebyshev impedance converter are used to convert the impedance of 50 ohms at the unbalanced end to 100 ohms at the balance end, and then parallel feeding of the adjacent antenna elements is carried out using the parallel double conductor structure. Finally, the impedance transformation from 50 ohm to 200 ohms is realized at the height of 0.11 maximum operating wavelengths.
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TN820

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