近些年來,具有小型化、低成本和交叉極化低的微帶天線成為微帶天線研究的主流。然而,微帶天線的一個缺點就是:交叉極化差。因此,具有低交叉極化特性的微帶天線研究意義重大。對于拋物面天線來說,支撐饋源的支架會降低了天線的輻射效率。具有高性能的濺散板饋源研究意義重大。本文主要工作如下:(1)提出了半封閉貼片天線(semi-closed patch antenna,SCP antenna)結(jié)構(gòu)。利用兩排均勻短路金屬柱連接貼片的非輻射邊和地板,改變天線邊界條件:貼片輻射邊邊緣安置磁壁;貼片的非輻射邊安置電壁,與貼片電壁以及地板電壁相連構(gòu)成一個半封閉電壁腔。基于腔體模型理論,計算非輻射邊的遠場方向圖,證明其輻射對E面和H面的交叉極化貢獻為零。計算第一高次模TM02,證明它是貢獻H面交叉極化的主要成分。仿真和測試結(jié)果表明半封閉貼片能有效抑制貼片天線H面的交叉極化,天線H面的交叉極化降低到-34dB以下。(2)提出了一種高性能濺散板饋源結(jié)構(gòu)。導(dǎo)波介質(zhì)棒連接圓波導(dǎo)和副反射面,調(diào)節(jié)圓波導(dǎo)內(nèi)各個同軸圓臺的高度和半徑,實現(xiàn)饋源匹配。通過仿真分析,該饋源具有旋轉(zhuǎn)對稱的方向圖、良好的匹配性,驗證了饋源設(shè)計是合理。饋源在10.50GHz～11.53GHz帶寬內(nèi)實現(xiàn)VSWR≤1.1。運用高匹配性饋源的雙反射面天線系統(tǒng)在10.50GHz～11.43GHz帶寬內(nèi)VSWR≤1.1。該雙反射面天線系統(tǒng)擁有旋轉(zhuǎn)對稱的方向圖、高增益和相當?shù)偷幕夭〒p耗特性。并且加工難度小,可為工程提供良好的理論依據(jù)。
【學(xué)位單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN822
【部分圖文】：

為了降低貼片天線的交叉極化，很多方法都在被使用，下面對三種典型的結(jié)構(gòu)做簡逡逑單介紹：逡逑（１）在貼片上切割特殊形狀縫隙技術(shù)，降低單個微帶天線的交叉極化［３］，如圖１．１逡逑所示，在金屬貼片上切割裂縫，特別得提Ｕ－ｓｆｏｔ。然而新的諧振點造成新的電流分布阻逡逑止正確極化以及減少天線的增益。Ｕ－ｓｔｏｔ的形狀應(yīng)該被合適構(gòu)造來減少不想有交叉極化。逡逑嚴格要求Ｕ－ｓｌｏｔ的參數(shù)設(shè)計來降低交叉極化現(xiàn)象。但是，基于金屬貼片上切割微帶縫隙逡逑的設(shè)計方法還不夠系統(tǒng)，等效電路的提取也還不夠成熟簡便。最為重要的是，由于該結(jié)逡逑構(gòu)在設(shè)計Ｕ－ｓｔｏｔ的參數(shù)復(fù)雜性，設(shè)計結(jié)構(gòu)非常不容易。逡逑一逡逑Ｃ，邐－１？逡逑Ｃ，逡逑—：邋邐邐？５逡逑一￣？￣￣￣—逡逑圖１．１縫隙貼片天線的布局逡逑（２）缺陷地板（ＤＧＳ）技術(shù)，微帶天線的交叉極化也得到很好的抑制％如圖１．２逡逑所示

邐（ｂ）逡逑圖１．２帶特殊形狀縫隙的接地板結(jié)構(gòu)的矩形貼片（ａ）俯視圖．（ｂ）主視圖逡逑（３）低交叉極化微帶天線陣如圖１．３所示［５］。在天線陣里，饋電網(wǎng)絡(luò)將電磁波從天逡逑線端口分配到金屬探針連接的每一個單元貼片上。每個送到貼片的信號就是每個單元的逡逑激勵，天線的方向圖由激勵和空間位置以及單元輻射貼片的方向圖共同決定［５］。逡逑：邐Ｈ邐Ｈ邐：邐？邐Ｈ邐Ｈ邐：逡逑？邐？邐|r邐攀逡逑？邐＋邐Ｉ邐＊邐４邐￣逡逑ＶＶ？＋邐：邐Ｖ＊邋＋邐？？Ｖ邐：逡逑：邐Ｈ邐Ｈ邐：邐Ｈ邐Ｋ邐：逡逑？邐■邐？邐？逡逑？？邐４邐＊邐？邐－邐？逡逑、？？？邐Ｖ＊邋？邐：邐、，？？邐Ｖ邐：逡逑⑷邐（ｂ）逡逑Ｈ邐Ｈ邐丨：邐Ｈ邐Ｈ邐：逡逑？邋？邋？邋？逡逑？邋＊邐－邐；邐＋邐－邐；逡逑Ｖ＊＊邐＊？邋Ｖ邐；邐Ｖ”邐Ｖ逡逑￣￣￣￣＿？邋ｖ邐ｒ－－－￣￣￣ｉ邐￣１逡逑：邐？邐－邐：邐：邐Ｈ邐Ｈ邋：逡逑？邋？邋？邋？逡逑＊邐Ｈ邐Ｈ邐：邐：邐？邋？邋Ｖ邐Ｖ邋？邋？逡逑（ｃ）邐（ｄ）逡逑圖邋１．３邋２ｘ２子陣分布（ａ）－（ｄ）［５］逡逑點標記饋電探針的位置，Ｈ端口信號產(chǎn)生水平極化場，Ｖ端口信號產(chǎn)生垂直極化場。逡逑在分布Ａ里，每個單元都有相同的方向，天線的交叉極化抑制將被單元所決定；在分布逡逑Ｂ里，最上面的兩個貼片可以平移到最下面的兩個單元形成２ｘ２的陣，這個陣是的天線逡逑的交叉極化得到明顯的改善。但是不期望的旁瓣電平將會出現(xiàn)在水平場面上。在分布Ｃ逡逑里

為了提高雙反射面天線的輻射效率，改善饋源匹配的很多方法都在被使用，下面對逡逑２種典型的結(jié)構(gòu)做簡單介紹：逡逑（１）為拋物面天線設(shè)計的一個緊湊型濺散板饋源［６］，如圖１．４所示。該饋源設(shè)計的逡逑目的是為了得到一個滿足阻抗匹配和輻射方向圖拋物線反射天線。導(dǎo)波介質(zhì)棒用于連接逡逑圓波導(dǎo)和濺散板副反射器。導(dǎo)波介質(zhì)棒的使用不僅實現(xiàn)了不需要支架而帶來的低遮擋面逡逑積，而且通過調(diào)整連接部分介質(zhì)棒的設(shè)計參數(shù)，還可以調(diào)整天線的阻抗。另外還有一些逡逑在濺散板的背面加上扼流圈來抑制輻射不需要的方向。波紋柵欄是拋物線反射器顯著的逡逑改進天線的前后比，以達到更好的效果性能。但是，介質(zhì)棒無論在圓波導(dǎo)內(nèi)部還是在外逡逑部，都需要設(shè)計數(shù)量繁瑣的參數(shù)，這使得該饋源在設(shè)計、布局、以及工業(yè)加工上提出了逡逑更大的加工難題。逡逑：，＾３７６＾＞邋￣＿１？：邋￣逡逑ｒ７邋ｒ５邋－邋一邋Ｌ：—邋＿邐；邋ｖ邋｜逡逑ｒ９邋ｒＳ邐ｒｓ逡逑邐逡逑＇ｌｈ邋＇逡逑圖１．４緊湊型濺散板饋源的橫截面圖［６］逡逑４逡逑

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7 李少博;李希;楊舒e

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