本文選題：漏波天線 + 基片集成波導(dǎo)��； 參考：《南京郵電大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：漏波天線是一種典型的行波天線,自上個(gè)世紀(jì)40年代W.W.Hansen設(shè)計(jì)出第一個(gè)漏波天線以后,一直就是天線研究人員的研究熱點(diǎn)之一,而且在微波和微波以上頻段得到了廣泛應(yīng)用。具有良好的定向輻射特性和頻率掃描能力,能夠通過共形處理安設(shè)于飛行裝置的表面,也可用于高分辨率的雷達(dá),以及在空間受限的地方內(nèi)為各種移動終端提供電磁覆蓋。漏波天線最初是在金屬波導(dǎo)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的,具有機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)。但是占用空間大,攜帶困難,制作難度大,材料貴,難以小型化。隨著平面?zhèn)鬏斁�的出現(xiàn),多款平面漏波天線被相繼提出,可以方便地集成在印刷電路板上,但在高頻頻段仍然有一些問題無法得到解決。直到基片集成波導(dǎo)被發(fā)明,極大推動了漏波天線的相關(guān)研究,使其在無線通信系統(tǒng)中得到了成熟的應(yīng)用。本文對漏波天線的基本原理進(jìn)行了闡述和研究,在基片集成波導(dǎo)的基礎(chǔ)上,提出了周期橫槽漏波天線陣列,實(shí)現(xiàn)天線的小型化,提高了空間利用率,還提出了兩種圓極化空間諧波漏波天線,增強(qiáng)了天線的抗干擾能力,拓展了漏波天線的應(yīng)用領(lǐng)域具有重要的研究意義。主要工作如下:(1)周期橫槽SIW漏波天線長度過長,空間利用率不高,為了改善這些缺點(diǎn),通過減少周期橫槽SIW漏波天線的縫隙數(shù)目,來縮短天線長度,并以此作為單元天線,將4個(gè)完全相同的單元縱向排列,組成一個(gè)陣列天線,通過一個(gè)一分四威爾金森功分器饋電,以達(dá)到縮小天線的尺寸的目的。長度較之前能夠縮短60%,且天線的工作頻帶不變,增益良好,實(shí)現(xiàn)了天線的小型化。此小型化天線可以應(yīng)用于空間有限,對尺寸有限制的場景。(2)周期性漏波天線引入了周期性的擾動,根據(jù)傅里葉定理,周期性的擾動會產(chǎn)生了無數(shù)個(gè)空間諧波,只要其中某些空間諧波是快波,那么漏波天線就可以實(shí)現(xiàn)在慢波模式下工作。為了提高空間諧波漏波天線的抗干擾能力,設(shè)計(jì)了兩款圓極化空間諧波漏波天線,包括周期H型槽空間諧波漏波天線,以及周期十字型槽空間諧波漏波天線。這兩款圓極化空間諧波漏波天線由于工作頻帶較高,所以結(jié)構(gòu)上更加緊湊,容易集成,并且都具有良好的方向性,能夠?qū)崿F(xiàn)后向象限頻率掃描特性,可以圓極化輻射,不易受地球磁場和天氣的影響。上述天線均進(jìn)行了實(shí)測,驗(yàn)證了模型的可行性和準(zhǔn)確性。
[Abstract]:Leaky wave antenna is a typical traveling wave antenna. Since the first leaky wave antenna was designed by W.W.Hansen in 1940s, it has been one of the research hotspots of antenna researchers, and has been widely used in microwave and microwave frequency range. It has good directional radiation characteristics and frequency scanning ability. It can be used in high resolution radar by conformal processing on the surface of flying device, and provide electromagnetic coverage for all kinds of mobile terminals in the limited space. The leaky wave antenna was originally designed on the basis of metal waveguide, which has the advantages of excellent mechanical strength and so on. But the occupation space is big, carries the difficulty, the manufacture difficulty is big, the material is expensive, is difficult to miniaturize. With the appearance of planar transmission lines, many planar leaky wave antennas have been proposed one after another, which can be easily integrated on printed circuit boards, but there are still some problems in the high frequency band that can not be solved. Until the invention of substrate integrated waveguide, the research of leaky wave antenna has been greatly promoted, which has made it a mature application in wireless communication system. In this paper, the basic principle of the leaky wave antenna is described and studied. On the basis of the substrate integrated waveguide, the periodic transverse slot leaky wave antenna array is proposed, which can realize the miniaturization of the antenna and improve the space utilization ratio. Two kinds of circularly polarized space harmonic leaky wave antennas are also proposed, which enhance the anti-jamming ability of the antennas and expand the application field of the leaky wave antennas. The main work is as follows: (1) the length of the periodic transverse slot SIW leaky wave antenna is too long and the space utilization ratio is not high. In order to improve these shortcomings, the length of the periodic transverse slot SIW leaky wave antenna can be shortened by reducing the number of gaps in the periodic transverse slot SIW leaky wave antenna. Four identical elements are arranged longitudinally to form an array antenna and feed through a four-point Wilkinson power divider to reduce the size of the antenna. The length of the antenna can be shortened by 60%, and the working band of the antenna is invariable and the gain is good, so the antenna can be miniaturized. The miniaturized antenna can be used in the space limited scene. (2) the periodic leaky wave antenna has introduced periodic disturbance. According to Fourier theorem, the periodic disturbance will produce numerous spatial harmonics. As long as some of the spatial harmonics are fast, the leaky wave antenna can work in slow wave mode. In order to improve the anti-jamming ability of space harmonic leaky wave antenna, two circularly polarized space harmonic leakage wave antennas are designed, including periodic H slot space harmonic leakage wave antenna and periodic cross-slot space harmonic leakage wave antenna. These two circularly polarized spatial harmonic leaky wave antennas are more compact in structure, easy to integrate, and both have good directivity because of their high working frequency band. They can realize the characteristics of backward quadrant frequency scanning and circular polarization radiation. Not easily affected by the Earth's magnetic field and weather. The above antennas are measured to verify the feasibility and accuracy of the model.
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN822.6

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本文編號：1912850