【摘要】：毫米波由于其波長短、頻帶寬、多普勒效應(yīng)靈敏度高等優(yōu)點,在雷達、無線通信等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。本文以毫米波測速雷達為應(yīng)用背景,對其中的收發(fā)天線陣列展開研究。所設(shè)計的天線采用多層技術(shù),分別為LTCC技術(shù)和多層PCB技術(shù),通過充分利用其三維結(jié)構(gòu)特性,最終完成了小型化、高性能的毫米波陣列天線設(shè)計。主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面:首先,采用LTCC工藝完成了高增益天線單元的設(shè)計。由于在毫米波頻段,介質(zhì)損耗較大,會降低天線增益,因此本文采用損耗較低的喇叭天線作為天線單元形式,并且充分利用LTCC的多層結(jié)構(gòu),設(shè)計了高增益的LTCC喇叭天線單元,并分別采用微帶線和帶狀線為該喇叭天線饋電,完成最優(yōu)饋電方式設(shè)計。其次,基于不規(guī)則平面陣列的理論設(shè)計出高增益、低副瓣的陣列天線。由于雷達天線具有高增益、低旁瓣等特性,單個天線難以實現(xiàn)。而等幅激勵的均勻陣列,旁瓣電平大約為-13.5dB,也不滿足實際的應(yīng)用要求。本文基于不規(guī)則陣列理論,提出心形陣列結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)可提高陣列的方向性系數(shù),實現(xiàn)陣列的高增益、低旁瓣特性,并且所占口徑遠小于同等性能的常規(guī)平面陣列。該部分研究成果已申請國家發(fā)明專利。第三,完成了陣列饋電網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計。高效率的饋電網(wǎng)絡(luò)是陣列天線的設(shè)計難點之一。本文采用基于帶線的多路耦合與功分結(jié)構(gòu),設(shè)計了高效率的饋電網(wǎng)絡(luò)。最終設(shè)計的LTCC心形陣列天線性能優(yōu)良,尺寸為24×21×1.6mm3,相對駐波帶寬約為22%,中心頻率30GHz處,增益達到14.5dBi,旁瓣電平-22dB以下,波束寬度約為26°,在很小的尺寸上達到高的輻射效率與口徑效率。第四,采用多層PCB工藝完成心形喇叭陣列天線的設(shè)計。最終所得天線陣列性能優(yōu)良,尺寸僅為32×39.3×4.8mm3。在中心頻率24GHz處,增益為14.1dBi,旁瓣電平-20dB,波束寬度30°,前后比達25dB。本文最后為所做工作的總結(jié),并對下一步工作以及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展趨勢做了展望。
[Abstract]:......
【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】：TN822

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本文編號：2491393