【摘要】：聚焦天線是指一類能夠?qū)㈦姶挪ㄏ裢哥R一樣把光的聚焦到目標(biāo)點(diǎn)上,減少電磁波在空間傳輸時(shí)的擴(kuò)散的天線。隨著航空工業(yè)與移動通信的飛速發(fā)展,聚焦天線在航天、軍工、通信、醫(yī)療等領(lǐng)域扮演著越來越重要的角色。本文中提出了一種新穎的聚焦天線陣列的設(shè)計(jì)方法,與近年來聚焦天線采用的直接將連續(xù)口面分布離散到單元陣列的設(shè)計(jì)方法不同,從天線功率傳輸系統(tǒng)最優(yōu)傳輸效率的角度出發(fā),通過對傳輸效率的優(yōu)化,直接得到天線陣列單元的最佳激勵,從而來設(shè)計(jì)聚焦天線。這種聚焦天線的設(shè)計(jì)方法不僅在設(shè)計(jì)伊始就將陣列單元間的耦合等復(fù)雜因素考慮在內(nèi),提高了設(shè)計(jì)的可靠性。同時(shí)天線的聚焦距離可以調(diào)節(jié)設(shè)計(jì),相比之前的設(shè)計(jì)方法更為精確。本文中分別設(shè)計(jì)了兩種不同饋電形式的4×4單元聚焦天線陣列,及8×8單元聚焦天線陣列,對大規(guī)模聚焦天線陣列的設(shè)計(jì)具有了良好的借鑒意義。在雙頻圓極化天線方面,本文中設(shè)計(jì)了兩個(gè)不同的結(jié)構(gòu)的雙頻圓極化縫隙天線,天線均為雙層結(jié)構(gòu),通過簡單的微帶線進(jìn)行饋電,避免了常見的雙頻圓極化天線結(jié)構(gòu)與饋電復(fù)雜的缺點(diǎn),同時(shí)為了適應(yīng)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用,將其中一個(gè)天線設(shè)計(jì)覆蓋了北斗導(dǎo)航通訊頻段,具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。
【圖文】：

其中算符（，）表示兩矩陣共q!相乘。逡逑對于聚焦陣列天線設(shè)計(jì)而言，聚焦特性產(chǎn)生于天線的菲涅耳區(qū)，聚焦光斑應(yīng)逡逑該盡可能的集中且足夠小。因而，按照圖２．邋３中微波功率傳輸系統(tǒng)系統(tǒng)中，Ｍ二１，逡逑值是根據(jù)設(shè)計(jì)的聚焦陣列天線的口徑大小和工作頻率而定的，傳輸距離公在逡逑公式（１－３）祈定義的范圍內(nèi)，而天線的口徑和傳輸距離由公式（２－６）來約束。由于收逡逑發(fā)天線在同一工作頻率上相互匹配，實(shí)現(xiàn)最大傳輸效率的聚焦陣列天線的各個(gè)陣逡逑列單元的激勵分布可通過求解本征值方程（２－１０）來獲得。逡逑２．３無線傳輸系統(tǒng)在聚焦天線上的應(yīng)用逡逑／逡逑Ｖ７邋／逡逑！邋／逡逑Ｉ邋Ｔｅｓｔ邋ｓｍｔｅｉｉＱａ逡逑（０，０，邋ｚ－Ｄ）逡逑ｚ逡逑，豪逡逑／逡逑ＡｎｔｅｎｎａＡｉ－ｉａｙ邋ｉ／逡逑圖２．４基于傳輸效率優(yōu)化的聚焦天線設(shè)計(jì)原理圖逡逑從２．２節(jié)的描述中可ｔＵ知道，在微波能量傳輸系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)射天線和接收天逡逑線間能量傳輸效率最大時(shí)，發(fā)射天線和接收天線相互聚焦。而如果接收天線（測逡逑試天線）足夠小

３．１．１微帶貼片天線的持點(diǎn)逡逑圖３．１微帶貼片天線示意圖逡逑微帶貼片天線是由介質(zhì)基板，基板兩面的導(dǎo)電貼片及地板組成，如圖３．１。這逡逑類天線常應(yīng)用于工作頻率高于１００邋ＭＨｚ的地輪廓天線結(jié)構(gòu)。微帶貼片天線可采逡逑用光刻技術(shù)進(jìn)行精細(xì)加工，使之具有低成本，易共型，易于大量生產(chǎn)等特點(diǎn)。逡逑同常規(guī)的微波天線相比，微帶天線具有很多優(yōu)點(diǎn)，在大約從１００邋ＭＨｚ到５０逡逑ＧＨｚ的寬頻帶上獲得了大量的應(yīng)用。與通常的微波天線相比，微帶天線的一些主逡逑要優(yōu)點(diǎn)是：重量輕、體積小、剖面薄的平面結(jié)構(gòu)，可做成共形天線；制造成本逡逑低，易于大量生產(chǎn)；可Ｗ做得很薄。因此，無需作大的變動，天線就能很容易共逡逑形的裝在導(dǎo)彈、火箭和衛(wèi)星上；天線的散射截面較小；稍稍改變饋電位置就可Ｗ逡逑獲得線極化和圓極化（左旋和右旋）；比較容易制成雙頻率工作的天線；不需要逡逑１４逡逑
【學(xué)位授予單位】：復(fù)旦大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN821.1

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4 潘超一;高X

本文編號：2558787