本文選題：波導(dǎo)縫隙天線 + 毫米波�。� 參考：《電子科技大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：波導(dǎo)縫隙天線(Slotted Waveguide Antennas:SWAs)自第二次世界大戰(zhàn)以來有巨大發(fā)展。它具有幾何結(jié)構(gòu)簡單、效率高、極化純度高、便于共形安裝等優(yōu)點。目前已廣泛應(yīng)用于雷達、通信和導(dǎo)航系統(tǒng)中。本論文首先對波導(dǎo)縫隙天線的研究背景、基本理論和設(shè)計方法作了一個簡要的論述。其次研究了V波段低副瓣行波波導(dǎo)縫隙天線的設(shè)計,提出了一種用于毫米波段低副瓣行波波導(dǎo)縫隙天線的改進設(shè)計方法。該方法在傳統(tǒng)的計算矩形波導(dǎo)寬邊縫隙偏移量的斯蒂文生公式基礎(chǔ)上引入了一個修正因子。經(jīng)過修正后,設(shè)計的天線可獲得優(yōu)良的低副瓣性能。由于該方法是基于解析方法,所以與數(shù)值方法相比,更加簡單快速。同時本文設(shè)計的波導(dǎo)縫隙天線具有寬縫隙的特性。典型的窄縫隙其長寬比一般大于10:1,而本文的縫隙長寬比約為4:1。文章對公式的修正給出了一定的理論分析。修正因子的確定由HFSS仿真實驗完成。最后本文使用修正后的設(shè)計公式設(shè)計并加工了工作頻率為60GHz的波導(dǎo)縫隙天線。測試結(jié)果與仿真結(jié)果吻合良好。接下來對特殊縫隙形狀的寬帶波導(dǎo)縫隙天線作了一定的分析和研究,提出了一種切割在波導(dǎo)寬邊上螺旋形狀縫隙的新型波導(dǎo)縫隙天線,首先設(shè)計了一種切割在WR-90標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)上的螺旋縫隙天線,著重研究了波導(dǎo)饋電平面等角螺旋和阿基米德螺旋縫隙天線的電特性。兩種形狀螺旋縫隙的阻抗帶寬均大于35%。天線效率在整個工作頻段內(nèi)也較為均勻,而傳統(tǒng)的矩形縫隙天線則表現(xiàn)出較強的諧振特性,其效率在中心頻率處較高,在低頻段和高頻段效率則很低。基于上面提出的X波段波導(dǎo)饋電螺旋縫隙天線的設(shè)計結(jié)果,本文設(shè)計了一種用于60GHz頻段的波導(dǎo)饋電平面等角螺旋縫隙天線。該螺旋縫隙切割在WR-14標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)的寬邊上,由鋁和碳纖維增強塑料(Carbon Fiber Reinforced Polymer:CFRP)兩種材料加工。螺旋縫隙在大部分頻帶內(nèi)效率都比較均勻,而矩形縫隙則表現(xiàn)出了較強的諧振特性,在中心頻率處天線效率較高,其他頻帶則很低。而且當(dāng)天線使用CFRP加工時,螺旋縫隙仍然有較高的效率,而矩形縫隙天線效率則很低。最后對第四章設(shè)計的彈載V波段波導(dǎo)縫隙天線的收發(fā)隔離特性做了詳細(xì)的分析和討論。
[Abstract]:Waveguide slot Antenna: SWAsS has developed greatly since the second World War. It has the advantages of simple geometric structure, high efficiency, high polarization purity and easy conformal installation. At present, it has been widely used in radar, communication and navigation systems. In this paper, the research background, basic theory and design method of waveguide slot antenna are briefly discussed. Secondly, the design of V band low sidelobe traveling wave waveguide slot antenna is studied, and an improved design method for millimeter band low sidelobe traveling wave waveguide slot antenna is proposed. In this method, a correction factor is introduced on the basis of the traditional Stevenson formula for calculating the slit offset of the wide edge of the rectangular waveguide. After modification, the designed antenna can obtain excellent performance of low sidelobe. Because this method is based on analytical method, it is simpler and faster than numerical method. At the same time, the waveguide slot antenna designed in this paper has the characteristics of wide slot. For a typical narrow gap, the aspect ratio is generally greater than 10: 1, while the slit aspect ratio in this paper is about 4: 1. This paper gives a certain theoretical analysis of the correction of the formula. The correction factor is determined by HFSS simulation experiment. Finally, the waveguide slot antenna with a working frequency of 60 GHz is designed and fabricated by using the modified design formula. The test results are in good agreement with the simulation results. Then, the special slot shape wideband waveguide slot antenna is analyzed and studied, and a new waveguide slot antenna is proposed, which cuts the spiral slot on the wide edge of the waveguide. In this paper, a spiral slot antenna cutting on WR-90 standard waveguide is designed, and the electrical characteristics of waveguide fed planar equal-angle spiral antenna and Archimedes spiral slot antenna are studied. The impedance bandwidth of the two helical crevices is greater than 35. The antenna efficiency is more uniform in the whole frequency band, while the traditional rectangular slot antenna has strong resonance characteristics, its efficiency is higher at the center frequency, and is very low in the low frequency band and high frequency band. Based on the design results of the X-band waveguide fed helical slot antenna, a waveguide fed planar equal-angle helical slot antenna for 60GHz frequency band is designed in this paper. The spiral slot is cut on the wide edge of the WR-14 standard waveguide and is made of aluminum and carbon fiber reinforced plastic carbon fiber reinforced polymer: CFRPs. The efficiency of the helical slot is uniform in most frequency bands, while the rectangular slot has a strong resonance characteristic. The antenna efficiency is high at the center frequency, but the other frequency band is very low. Moreover, when the antenna is processed with CFRP, the efficiency of spiral slot is still high, while that of rectangular slot antenna is very low. Finally, the isolation characteristics of V band waveguide slot antennas designed in chapter 4 are analyzed and discussed in detail.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN823.24

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本文編號：2026159