【摘要】：為了能產(chǎn)生性能更好攜有軌道角動量的渦旋電磁波,采用微帶天線技術(shù),設(shè)計了一種新型的相控微帶陣列天線.以同軸饋電的圓微帶天線為單元,將8個、16個相同的單元天線等間隔的分布在一個同心圓上分別組成兩個單圓環(huán)和一個雙圓環(huán)結(jié)構(gòu)的相控陣列天線,并采用等幅且同一環(huán)的相鄰單元間相位差為常數(shù)的方式進(jìn)行激勵.通過電磁場全波仿真軟件Ansoft HFSS建模并優(yōu)化,單圓環(huán)和雙圓環(huán)陣列結(jié)構(gòu)均在中心頻率為15 GHz處獲得了攜有軌道角動量的渦旋輻射方向圖.結(jié)果表明:雖然單圓環(huán)結(jié)構(gòu)的相控陣列天線可通過增加陣元數(shù)來改善電磁渦旋性能,但不可避免的造成更大的天線體積;而利用雙圓環(huán)結(jié)構(gòu),由于增加一個內(nèi)環(huán)設(shè)計自由度,結(jié)合內(nèi)外環(huán)的協(xié)同優(yōu)化仿真,通過設(shè)置適當(dāng)?shù)奶炀�陣列結(jié)構(gòu)和相位延遲,雙圓環(huán)結(jié)構(gòu)較單圓環(huán)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的渦旋電磁波有更小的中心軸線開口張角,具有更強(qiáng)的渦旋方向性和更高的輻射增益.
[Abstract]:A novel phased microstrip array antenna is designed by using microstrip antenna technology in order to generate eddy electromagnetic waves with better performance and orbital angular momentum. The phased array antenna with a ring structure is excited by the same amplitude and the phase difference between adjacent elements of the same ring is constant. The vortex radiation patterns with orbital angular momentum are obtained at the center frequency of 15 GHz by modeling and optimizing the electromagnetic field full-wave simulation software Ansoft HFSS. The results show that although the single-loop phased array antenna can improve the electromagnetic vortex performance by increasing the number of elements, it will inevitably result in larger antenna size; while the double-loop structure, due to the increase of an inner-loop design degree of freedom, combined with the co-optimization simulation of inner and outer rings, can be used to set the appropriate antenna array structure and phase. With potential delay, the eddy electromagnetic wave generated by the double-ring structure has smaller opening angle of the central axis, stronger eddy directivity and higher radiation gain than that generated by the single-ring structure.
【作者單位】： 浙江工業(yè)大學(xué)信息學(xué)院;中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心;
【基金】：中國科學(xué)院空間科學(xué)戰(zhàn)略性科技先導(dǎo)專項基金(XDA04060300) 中國博士后科學(xué)基金(2013M540147)
【分類號】：TN821.8

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