本文選題：微帶陣列天線 + 圓極化　； 參考：《電子科技大學》2017年碩士論文

【摘要】：二十世紀七十年代,隨著通信技術對低剖面天線的需求日益增長以及微波集成技術的進步,微帶天線得到了越來越多研究者的關注。微帶天體積小、重量輕,剖面薄,容易與載體表面共形,可選擇的饋電方式較多,容易實現(xiàn)圓極化、雙頻段等多種功能,可以與有源電路集成在一起,適合批量生產(chǎn),從而制造成本較低。所以,不論民用,還是軍用,微帶天線都得到了使用者的青睞。但是微帶天線也存在一些不足,如損耗大、工作頻帶寬度窄、容許功率范圍小等。本文結合實際需求,設計了一種高增益低副瓣圓極化微帶陣列天線。論文主要內(nèi)容如下:1、研究了微帶天線的基本理論和技術。包括微帶天線概念、類型和結構,微帶天線工作原理、主要分析方法和基本參數(shù),微帶單元天線的饋電方式,微帶陣列天線的輻射特性和饋電形式,為后續(xù)的微帶天線設計提供了基本的理論依據(jù)。2、微帶單元天線設計方面,以切角方形微帶貼片作為微帶單元天線,采用單饋法來實現(xiàn)圓極化。這種單元天線結構易于對阻抗和軸比進行調節(jié),有利于減小饋電網(wǎng)絡的復雜度,減小饋電損耗,提高天線的增益。利用Ansoft HFSS軟件對微帶單元天線進行了仿真優(yōu)化設計,天線單元仿真結果表明,圓極化特性和阻抗匹配特性良好。3、微帶陣列天線設計方面,采用八元組陣的方式來實現(xiàn),兩個四元子陣對稱放置。對兩個四元子陣采用等幅反相并聯(lián)饋電,即兩路信號的相位相差180°,保證了天線增益的最大化。四元子陣內(nèi)采用連續(xù)旋轉的并聯(lián)饋電結構,即各輻射單元相位依次相差90°,擴展了天線的圓極化帶寬特性。利用Ansoft HFSS軟件,分別對陣元間距、旁瓣設計、陣列圓極化、饋電網(wǎng)絡和整個陣列天線進行了仿真優(yōu)化設計,滿足了陣列天線的高增益低副瓣指標要求。4、在微帶天線制造與測試方面,開展了圓極化微帶陣列天線加工、裝配和電氣性能測試工作。實測數(shù)據(jù)表明,該陣列天線具有寬帶的阻抗特性、優(yōu)良的圓極化特性,具有高增益、低副瓣的特點。實測數(shù)據(jù)與仿真結果基本一致,證明了微帶陣列天線的設計方法是正確的,具有一定的應用價值。
[Abstract]:In the 1970s, with the increasing demand of communication technology for low-profile antenna and the progress of microwave integration technology, microstrip antenna has been paid more and more attention.The microstrip is small in volume, light in weight, thin in profile, easily conformal with the surface of the carrier, easy to realize circular polarization, double frequency band and so on. It can be integrated with active circuit and is suitable for mass production.Thus, the manufacturing cost is lower.Therefore, both civil and military, microstrip antenna has been favored by users.However, there are some disadvantages in microstrip antenna, such as large loss, narrow bandwidth and small allowable power range.In this paper, a high gain low sidelobe circularly polarized microstrip array antenna is designed.The main contents of this paper are as follows: 1. The basic theory and technology of microstrip antenna are studied.Including the concept, type and structure of microstrip antenna, working principle of microstrip antenna, main analysis method and basic parameters, feed mode of microstrip element antenna, radiation characteristic and feed form of microstrip array antenna,It provides the basic theoretical basis for the subsequent microstrip antenna design. In the aspect of microstrip element antenna design, the tangent square microstrip patch is used as the microstrip element antenna, and the single feed method is used to realize circular polarization.The structure of the unit antenna is easy to adjust the impedance and the axial ratio, which is helpful to reduce the complexity of the feed network, reduce the feed loss and improve the gain of the antenna.The microstrip element antenna is simulated and optimized by Ansoft HFSS software. The simulation results show that the circular polarization and impedance matching characteristics are good. In the design of microstrip array antenna, eight element array is used to realize the antenna design.Two quaternions are symmetrically placed.The two quaternions are fed in parallel with equal amplitude inverse phase, that is, the phase difference between the two signals is 180 擄, which ensures the maximum antenna gain.In the quaternion array, a shunt feed structure with continuous rotation is adopted, that is, the phase difference of each radiation unit is 90 擄in turn, which extends the characteristic of circular polarization bandwidth of the antenna.Ansoft HFSS software is used to simulate and optimize the cell spacing, sidelobe design, array circular polarization, feed network and the whole array antenna.It meets the requirement of high gain and low sidelobe of array antenna. In the manufacturing and testing of microstrip antenna, the fabrication, assembly and electrical performance testing of circularly polarized microstrip array antenna are carried out.The measured data show that the array antenna has the characteristics of wide band impedance, excellent circular polarization, high gain and low sidelobe.The measured data are in good agreement with the simulation results. It is proved that the design method of microstrip array antenna is correct and has certain application value.
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN822

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本文編號：1757262