本文選題：諧振腔天線 + 寬帶　； 參考：《西安電子科技大學》2015年碩士論文

【摘要】：近年來,現(xiàn)代雷達、電子對抗和無線通信對天線的定向性能提出了越來越高的要求。諧振腔天線因其結(jié)構(gòu)簡單、易于加工、成本低和增益高等優(yōu)點受到廣泛關(guān)注。本文基于Fabry-Perot干涉理論對傳統(tǒng)的Fabry-Perot諧振腔天線進行理論分析,以展寬諧振腔天線的增益帶寬為目標,對寬帶Fabry-Perot諧振腔天線的設(shè)計進行深入的研究。最終取得以下成果:1.設(shè)計了一個反射相位曲線斜率為正的部分反射表面(PRS),其上下表面均印刷周期性圓形金屬貼片,但上下表面的圓形貼片半徑不同,將該部分反射表面加載在微帶貼片天線上方組合而成的諧振腔天線具有高增益和寬帶工作特性。實測結(jié)果表明,該天線的反射系數(shù)-10dB帶寬為1.46GHz(12GHz-13.46GHz),諧振頻率為12.8GHz,相對帶寬為11.4%。仿真結(jié)果表明,該天線在13.1GHz處獲得最大增益19.7dBi,-3dB增益帶寬為0.94GHz(12.28GHz-13.22GHz),相對帶寬為7.3%。2.為了進一步提高諧振腔天線的工作帶寬和改善其輻射方向圖,同樣設(shè)計了一個反射相位曲線斜率為正的部分反射表面,其上下表面均印刷周期性正方形金屬貼片,但上下表面的正方形金屬貼片邊長不同,將該部分反射表面加載在微帶貼片天線上方組合而成的諧振腔天線具有高增益和寬帶工作特性。實測結(jié)果表明,該天線反射系數(shù)-10dB帶寬為2.7GHz(11.25GHz-13.95GHz),諧振頻率為12.25GHz,相對帶寬為22%。仿真結(jié)果表明,該天線在11.9GHz處獲得最大增益21.1dBi,-3dB增益帶寬為1GHz(11.5GHz-12.5GHz),相對帶寬為8.3%。3.設(shè)計了一個反射相位曲線斜率為正的部分反射表面,其上下表面均為周期性矩形金屬貼片,通過適當調(diào)節(jié)矩形金屬貼片的尺寸后,將該部分反射表面加載在微帶貼片天線上方組合而成的諧振腔天線具有雙頻雙極化寬帶工作特性。實測結(jié)果表明,X極化方向上工作的天線反射系數(shù)的-10dB帶寬為1.76GHz(9.7GHz-11.48GHz),相對帶寬為17%,Y極化方向上工作的天線反射系數(shù)的-10dB帶寬為0.8GHz(9.3GHz-10.1GHz),相對帶寬為7.36%。仿真結(jié)果表明,X極化方向工作的天線仿真最高增益為15.5dBi,其-3dB的增益帶寬為1GHz(9.8GHz-10.8GHz),相對帶寬為9.7%,Y極化方向工作的天線仿真最高增益為19.6dBi,其-3d B增益帶寬為0.6GHz(9.5GHz-10.1GHz),相對帶寬為5.12%。
[Abstract]:In recent years, modern radar, electronic countermeasures and wireless communications have put forward higher and higher requirements for antenna directional performance. Resonator antenna has attracted much attention because of its simple structure, easy processing, low cost and high gain. Based on Fabry-Perot interference theory, the traditional Fabry-Perot resonator antenna is theoretically analyzed in this paper. The design of broadband Fabry-Perot resonator antenna is studied with the aim of broadening the gain bandwidth of the resonator antenna. In the end, the following results were achieved: 1. A partial reflective surface (PRS) with a positive slope of the reflective phase curve is designed, in which periodic circular metal patches are printed on the upper and lower surfaces, but the radius of the circular patches on the upper and lower surfaces is different. The resonant cavity antenna, which is composed of the partially reflected surface and the microstrip patch antenna, has high gain and wide band operation characteristics. The measured results show that the reflection coefficient -10dB bandwidth is 1.46GHz (12GHz-13.46GHz), the resonant frequency is 12.8GHz, and the relative bandwidth is 11.4GHz. The simulation results show that the maximum gain of the antenna is 19.7dBi-3dB at 13.1GHz, and the gain bandwidth is 0.94GHz (12.28GHz-13.22GHz), and the relative bandwidth is 7.3and 2.2. In order to further improve the working bandwidth of the resonator antenna and improve its radiation pattern, a partially reflected surface with a positive slope of the reflected phase curve is also designed, with periodic square metal patches printed on the upper and lower surfaces. However, the side length of the square metal patch on the upper and lower surfaces is different. The resonant cavity antenna which is composed by loading the reflecting surface over the microstrip patch antenna has the characteristics of high gain and wide band operation. The measured results show that the reflection coefficient -10dB bandwidth is 2.7GHz (11.25GHz-13.95GHz), the resonant frequency is 12.25GHz, and the relative bandwidth is 22GHz. The simulation results show that the maximum gain of the antenna is 21.1dBi-3dB at 11.9 GHz and the relative bandwidth is 8.3GHz (11.5GHz-12.5GHz). A partially reflected surface with a positive slope of the reflection phase curve is designed. The upper and lower surfaces are periodic rectangular metal patches. After adjusting the size of the rectangular metal patches properly, The resonant cavity antenna, which is composed of the partially reflected surface and the microstrip patch antenna, has the characteristics of dual-frequency dual-polarization broadband operation. The measured results show that the reflection coefficient of the antenna operating in the X polarization direction has a -10 dB bandwidth of 1.76 GHz (9.7 GHz ~ 11.48 GHz), a reflection coefficient of -10 dB bandwidth of 0.8 GHz (9.3 GHz ~ 10.1 GHz) and a relative bandwidth of 7.36 GHz. The simulation results show that the maximum gain of antenna operating in X polarization direction is 15.5dBi. its gain bandwidth of -3dB is 1GHz (9.8GHz-10.8GHz), the maximum gain of antenna operating in polarization direction is 19.6dBi. the gain bandwidth of -3dB is 0.6GHz (9.5GHz-10.1GHz) and the relative bandwidth is 5.12.
【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】：2015
【分類號】：TN822

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本文編號：2081954