本文選題：基片集成波導 + 縫隙耦合　； 參考：《西安電子科技大學》2014年碩士論文

【摘要】：隨著電磁學理論的不斷發(fā)展,在實際工程應用中對各種有源無源微波器件的電性能、物理性能的要求越來越嚴格。微波領域內的應用正向著小型化、輕量化、高集成化發(fā)展。在頻率較高的Ka波段,傳統(tǒng)的矩形波導結構體積大、加工復雜、生產(chǎn)周期長、生產(chǎn)成本高,而微帶傳輸線則具有損耗較大、功率容量小等缺點,這些都限制了天線及其饋電系統(tǒng)在Ka波段批量化、小型化及高集成化的發(fā)展。借助于21世紀初新興的基片集成波導技術,上述傳統(tǒng)傳輸線的缺點得以改善�；刹▽ЫY構具有微帶傳輸線的低剖面、小體積、易于加工的優(yōu)點,又具備波導結構的低損耗、高功率容量等優(yōu)勢,這使得基片集成波導結構可以被有效地組裝集成于基片片載系統(tǒng)中,為天線及饋電系統(tǒng)向輕量化、高集成化發(fā)展提供了一個可行的解決方案。本文主要研究了基于基片集成波導技術的Ka波段圓極化天線,研究成果簡要概括如下:首先研究了一種低剖面、小型化、易于集成的圓極化天線,天線由兩層介質組成,下層介質基片分布有基片集成波導結構的饋電系統(tǒng),上層介質表面分布有一個矩形輻射貼片,通過正交H縫隙耦合的方式實現(xiàn)圓極化波的輻射。天線的高度為1.7mm,軸比帶寬為28.4-29GHz,增益為8.55dBic。其次,采用了在兩層介質中間增加空氣層的方法展寬軸比帶寬。仿真結果證明增加空氣層的方法可以有效展寬天線的軸比帶寬,改進后的天線高度為2.56mm,軸比帶寬為26.5-28.9GHz,增益為8.42dBic。最后,基于該天線單元設計了一個四元天線陣列,為提高天線陣列的軸比帶寬、抑制交叉極化,采用天線單元順序旋轉饋電方式,各天線單元饋電端選取90度相位差進行相位補償,最終天線陣列的軸比帶寬為25.5-30GHz,增益為13.33dBic。
[Abstract]:With the development of electromagnetic theory, the requirements for the electrical and physical properties of various active passive microwave devices are becoming more and more stringent in practical engineering applications. Microwave applications are developing towards miniaturization, lightweight and high integration. In Ka band with high frequency, the traditional rectangular waveguide has many disadvantages, such as large volume, complicated processing, long production period and high production cost, while the microstrip transmission line has the disadvantages of large loss and low power capacity. These limit the development of antenna and feed system in Ka band batch, miniaturization and high integration. With the help of the new substrate integrated waveguide technology in the early 21st century, the shortcomings of these traditional transmission lines can be improved. The substrate integrated waveguide structure has the advantages of low profile of microstrip transmission line, small volume, easy processing, low loss of waveguide structure, high power capacity and so on. This enables the substrate integrated waveguide structure to be effectively assembled and integrated into the on-chip system, which provides a feasible solution for the development of the antenna and feed system towards lightweight and high integration. In this paper, we mainly study the Ka-band circular polarization antenna based on substrate integrated waveguide technology. The research results are summarized as follows: firstly, a low profile, miniaturized and easily integrated circular polarization antenna is studied. The antenna is composed of two layers of dielectric. The lower dielectric substrate is distributed with a feed system with a substrate integrated waveguide structure, and a rectangular radiation patch is distributed on the upper dielectric surface. The circular polarization wave radiation is realized by means of orthogonal H slot coupling. The height of the antenna is 1.7 mm, the axial ratio bandwidth is 28.4-29 GHz, and the gain is 8.55 dBic. Secondly, the method of increasing the air layer between the two layers is adopted to widen the axial ratio bandwidth. The simulation results show that the method of increasing the air layer can effectively widen the axial ratio bandwidth of the antenna. The improved antenna height is 2.56 mm, the axial ratio bandwidth is 26.5-28.9 GHz, and the gain is 8.42 dBic. Finally, a quaternion antenna array is designed based on the antenna element. In order to increase the axial ratio bandwidth of the antenna array and suppress cross-polarization, the antenna unit is rotated sequentially. At the feed end of each antenna unit, the phase difference of 90 degrees is selected to compensate the phase. The axial ratio bandwidth of the antenna array is 25.5-30GHz and the gain is 13.33dBic.
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TN821.1

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本文編號：1804508