本文關(guān)鍵詞：毫米波寬帶高效背腔天線陣列技術(shù)研究

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【摘要】：近年來,通信頻帶不斷向?qū)掝l、高頻發(fā)展,推動(dòng)了作為通信系統(tǒng)中關(guān)鍵部件的天線向小型化和寬帶化發(fā)展。因此高性能寬帶天線的研制己成為一個(gè)緊迫且具有重大意義的課題,尤其是對(duì)寬帶高效的毫米波天線陣列的研究已經(jīng)得到越來越多的關(guān)注。背腔天線因其本身具有的寬帶、高增益、穩(wěn)定方向圖、高效率等優(yōu)勢(shì)被廣泛研究,本文以其為天線單元,通過研究分析,針對(duì)不同的應(yīng)用設(shè)計(jì)了三種工作在毫米波波段的寬帶高效背腔天線陣列。首先,本文通過采用將陣列中相鄰腔體部分重合的方法解決了背腔天線尺寸過大的問題,同時(shí)該方法不影響天線的輻射性能,基于此方法,本文分別設(shè)計(jì)了一個(gè)1×8單元的E面背腔天線陣列以及一個(gè)4×8單元平面陣,在考慮了饋電網(wǎng)絡(luò)的損耗后,該線陣和平面陣獲得的阻抗帶寬分別為79.3%(17.8-41.6 GHz)和58.3%(23.3-40.8 GHz),可實(shí)現(xiàn)的最大增益分別為19.8和24.4 dBi。其次,本文設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)現(xiàn)固定波束的八單元串饋線性背腔天線陣列,該天線同樣采用腔體部分重合的排列方式,并且針對(duì)普通串饋網(wǎng)絡(luò)引起天線波束隨頻率變化發(fā)生偏移的問題,設(shè)計(jì)了一個(gè)使用復(fù)合左右手傳輸線改善的串饋網(wǎng)絡(luò),該天線通過仿真分析和測(cè)試驗(yàn)證,最終在19到21 GHz的頻帶內(nèi)可以使波束穩(wěn)定指向+30o,并且在整個(gè)工作頻帶內(nèi)可實(shí)現(xiàn)的增益為11.6-13.8 dBi。最后,為了減小饋電網(wǎng)絡(luò)引起的損耗,本文設(shè)計(jì)了一個(gè)基于多端口背腔天線的三單元線性陣列。通過設(shè)計(jì),該多端口背腔天線既可作為輻射天線使用,同時(shí)也是一個(gè)一分三功分器�；谠撎炀�設(shè)計(jì)的三單元陣列最終獲得的工作帶寬為10%(19-21 GHz),在工作頻帶內(nèi)可實(shí)現(xiàn)的增益為9.7-11.1 dBi,口徑效率高達(dá)99.1-123.7%。由于該天線饋電結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,該陣列可作為子陣應(yīng)用到低成本大陣列中。
【關(guān)鍵詞】：背腔天線 天線陣列 寬帶 高效 波束偏移 低損耗
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN820.15
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 研究工作的背景與意義10
• 1.2 國內(nèi)外研究歷史與現(xiàn)狀10-15
• 1.3 本文的主要貢獻(xiàn)與創(chuàng)新15
• 1.4 本論文的結(jié)構(gòu)安排15-17
• 第二章 背腔天線及其陣列設(shè)計(jì)原理及基本理論17-25
• 2.1 背腔天線工作原理17-19
• 2.2 背腔天線的場(chǎng)分布及分析19-21
• 2.2.1 圓形腔體.徑場(chǎng)分布19-20
• 2.2.2 橢圓形腔體.徑場(chǎng)分布20-21
• 2.3 陣列天線的基本理論21-24
• 2.3.1 直線陣輻射特性分析22-23
• 2.3.2 平面陣輻射特性分析23-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第三章 寬帶高增益背腔天線平面陣列設(shè)計(jì)25-46
• 3.1 引言25
• 3.2 天線單元設(shè)計(jì)25-31
• 3.2.1 天線單元結(jié)構(gòu)及參數(shù)分析25-28
• 3.2.2 天線單元性能28-31
• 3.31×8 單元背腔天線陣列設(shè)計(jì)31-39
• 3.3.1 背腔天線陣列排布設(shè)計(jì)31-35
• 3.3.21×8 單元背腔天線陣列結(jié)構(gòu)35-36
• 3.3.31×8 單元背腔天線陣列性能36-39
• 3.44×8 單元背腔天線平面陣設(shè)計(jì)39-44
• 3.4.1 陣列功分器的結(jié)構(gòu)及性能39-41
• 3.4.24×8 單元背腔天線平面陣結(jié)構(gòu)41-42
• 3.4.34×8 單元背腔天線平面陣性能42-44
• 3.5 本章小結(jié)44-46
• 第四章 固定波束的串饋背腔天線陣列設(shè)計(jì)46-64
• 4.1 引言46
• 4.2 普通串饋八單元背腔天線陣列設(shè)計(jì)46-51
• 4.2.1 天線單元設(shè)計(jì)46-47
• 4.2.2 天線陣列設(shè)計(jì)47-49
• 4.2.3 普通串饋八單元背腔天線陣列結(jié)構(gòu)49-50
• 4.2.4 天線陣列的性能50-51
• 4.3 固定波束的串饋背腔天線陣列設(shè)計(jì)51-62
• 4.3.1 天線陣列設(shè)計(jì)原理51-55
• 4.3.2 天線結(jié)構(gòu)55-56
• 4.3.3 天線陣列饋電結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程56-60
• 4.3.4 天線陣列的性能及分析60-62
• 4.4 本章小結(jié)62-64
• 第五章 基于多端口背腔天線的三單元陣列天線設(shè)計(jì)64-74
• 5.1 引言64
• 5.2 多端口背腔天線設(shè)計(jì)64-68
• 5.2.1 天線設(shè)計(jì)原理64-65
• 5.2.2 天線結(jié)構(gòu)65-66
• 5.2.3 多端口天線參數(shù)分析及仿真結(jié)果66-68
• 5.3 基于多端口背腔天線的三單元陣列天線設(shè)計(jì)及其應(yīng)用68-73
• 5.3.1 三單元陣列天線結(jié)構(gòu)69
• 5.3.2 三單元陣列天線性能及測(cè)試結(jié)果分析69-72
• 5.3.3 基于多端口背腔天線的三單元陣列天線應(yīng)用72-73
• 5.4 本章小結(jié)73-74
• 第六章 全文總結(jié)與展望74-75
• 致謝75-76
• 參考文獻(xiàn)76-78
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果78-79

【共引文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 程大軍;薛良金;;空間函數(shù)電流矩——磁流矩向量在橢圓波導(dǎo)中的激勵(lì)[J];電波科學(xué)學(xué)報(bào);1992年01期

2 朱峰,盛克敏,任朗;用于大縱橫比物體二維電磁散射問題的推廣T矩陣方法[J];電波科學(xué)學(xué)報(bào);1997年02期

3 薛良金 ,z俏謀，

本文編號(hào)：644146