【摘要】：超寬帶天線是指工作頻段在3.1-10.6GHz之間,絕對帶寬大于500MHz,相對帶寬大于20%的天線。自超寬帶技術(shù)由軍用技術(shù)開放為民用技術(shù)以來,在短距離無線通信系統(tǒng)和微波成像技術(shù)上得到了廣泛的應(yīng)用。本文主要對應(yīng)用于微波成像技術(shù)的超寬帶天線進(jìn)行研究。高方向性、高增益和低損耗是應(yīng)用于微波成像技術(shù)的天線最重要的設(shè)計指標(biāo),本文提出的基于基片集成波導(dǎo)技術(shù)的超寬帶天線具有低剖面、低損耗、高方向性、高增益和易與其它平面電路及系統(tǒng)集成等優(yōu)點。論文首先介紹了基片集成波導(dǎo)的實現(xiàn)方法和設(shè)計規(guī)則,并對基片集成波導(dǎo)的傳輸特性和散射特性進(jìn)行了研究與分析。之后對基片集成波導(dǎo)與微帶轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)和基片集成波導(dǎo)與接地共面波導(dǎo)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究與設(shè)計。基結(jié)合基片集成波導(dǎo)低損耗的特性和波導(dǎo)漸變縫隙天線高方向性的特點,對應(yīng)用于微波成像技術(shù)的超寬帶天線進(jìn)行了設(shè)計。天線的工作頻段為4.04-10.64GHz,相對帶寬為90%,E面和H面方向圖在全頻段一致性良好,具有很強(qiáng)的方向性。在此基礎(chǔ)上,采用加載開口環(huán)形諧振器作為寄生單元的方法實現(xiàn)了 WLAN(5.725-5.825GHz)頻段的陷波。最后提出了一種基于基片集成波導(dǎo)技術(shù)的天線阻抗匹配方法。并結(jié)合微波傳輸線理論,提出了匹配結(jié)構(gòu)的等效模型及分析設(shè)計方法,加載匹配結(jié)構(gòu)之后較未加載之前阻抗帶寬提高了 15.3%。
[Abstract]:Ultra-wideband (UWB) antenna is an antenna with an absolute bandwidth of more than 500MHz and a relative bandwidth of more than 20% between 3.1-10.6GHz. Since UWB technology was opened from military technology to civilian technology, it has been widely used in short-range wireless communication systems and microwave imaging technology. In this paper, the UWB antenna used in microwave imaging technology is studied. High directivity, high gain and low loss are the most important targets of antenna design for microwave imaging. The UWB antenna based on substrate integrated waveguide technology has low profile, low loss and high directivity. High gain and easy to integrate with other planar circuits and systems. Firstly, the realization method and design rules of the substrate integrated waveguide are introduced, and the transmission and scattering characteristics of the substrate integrated waveguide are studied and analyzed. Then, the conversion structure of substrate integrated waveguide and microstrip and the conversion structure of substrate integrated waveguide and grounded coplanar waveguide are studied and designed. Based on the characteristics of the substrate integrated waveguide with low loss and the high directivity of the waveguide slot antenna, the ultra-wideband antenna used in microwave imaging is designed. The working frequency range of the antenna is 4.04-10.64 GHz, and the relative bandwidth is 90 GHz. The pattern of E plane and H plane is consistent in the whole frequency band and has strong directivity. On this basis, the notch in WLAN (5.725-5.825GHz) band is realized by loading an open ring resonator as a parasitic element. Finally, an antenna impedance matching method based on substrate integrated waveguide technology is proposed. Combined with microwave transmission line theory, the equivalent model and analytical design method of matching structure are proposed. The impedance bandwidth of matching structure is increased by 15.3than that before loading.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN822.8

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2255668