【摘要】：耦合饋電微帶陣列天線是近年來的熱門研究方向,陣列采用電磁耦合方式饋電,不僅能夠有效地展寬天線帶寬,還使得天線的微帶輻射部分和饋電網(wǎng)絡(luò)都能選擇自己最佳的設(shè)計,提高陣列設(shè)計的自由度和靈活性。此外,基片集成波導(dǎo)作為一種新型的導(dǎo)波結(jié)構(gòu),在陣列天線中發(fā)揮著重要的作用。本文基于耦合饋電微帶陣列天線發(fā)展的新趨勢,結(jié)合項目的實際需求,研究并設(shè)計了適用于無線通信系統(tǒng)和汽車防撞系統(tǒng)的微帶陣列天線。本文的主要研究內(nèi)容包括:1.設(shè)計了一款可在MIMO系統(tǒng)中應(yīng)用的8通道接收微帶貼片天線陣列,每副接收天線均是由微帶貼片天線組成的1×3陣列,8個接收通道對應(yīng)的天線等間距排列。首先采用降低等效電路Q值和縫隙耦合饋電等寬頻帶技術(shù),設(shè)計了寬帶的微帶貼片單元。然后利用并聯(lián)饋電方式來設(shè)計三等分功分網(wǎng)絡(luò),結(jié)合同相微帶傳輸線來實現(xiàn)等幅同相饋電。在5.25GHz～5.8GHz的工作頻帶內(nèi),每副接收天線的電壓駐波比均在2.0以下,增益保持在1O.OdB以上。該MIMO接收陣列天線結(jié)構(gòu)緊湊,通道之間的耦合影響小,隔離度均在15dB以上,而且通道一致性良好,能夠很好地應(yīng)用于無線通信系統(tǒng)中。2.設(shè)計了一款采用微帶串饋線與SIW縫隙耦合饋電組合饋電的4×10微帶陣列天線,該陣列天線具有賦形波束方向圖。在方位面對應(yīng)的一維陣列設(shè)計中,選用邊饋微帶矩形貼片作為天線單元,采用切比雪夫綜合得到滿足副瓣電平要求的陣元幅度分布。為了減小饋線損耗,采用了串聯(lián)饋電設(shè)計。以錐形微帶漸變線與普通微帶傳輸線組合的饋線形式,實現(xiàn)了單側(cè)5元串饋微帶陣列的饋電幅度分配及阻抗匹配。在此基礎(chǔ)上,采用差分進化優(yōu)化算法對俯仰面的方向圖進行波束賦形,得到4元子陣的饋電幅度及相位分布。為了實現(xiàn)俯仰面內(nèi)的賦形波束,選用基于SIW的饋電網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)既不等幅又不同相的電流分布。該饋電網(wǎng)絡(luò)由SIW-縫隙-微帶線耦合結(jié)構(gòu)、SIW功分器、SIW移相器和錐形SIW-微帶線轉(zhuǎn)換器構(gòu)成。通過優(yōu)化調(diào)節(jié)饋電網(wǎng)絡(luò)的各部分結(jié)構(gòu)參數(shù),使其達到賦形波束的激勵要求。最終實現(xiàn)的陣列天線俯仰面波束指向θ=30°左右,增益大于14dB,副瓣電平小于-9dB。測試結(jié)果表明該陣列天線具有良好的輻射性能,能夠用于汽車防撞雷達系統(tǒng)。
【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】：2018
【分類號】：TN820

【參考文獻】

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本文編號：2620506