發(fā)布時間：2018-12-15 20:59

【摘要】：微帶透射陣天線(Microstrip Transmitarray Antennas)由饋源和具有大量微帶貼片單元的平面陣組成,具有反射陣天線和微帶陣列天線的優(yōu)點。透射陣列能夠通過調(diào)節(jié)其表面上每個單元的相位將從饋源發(fā)射的準球面入射波轉(zhuǎn)換成準平面波,并且準平面波將在指定方向上形成筆形射束。具有低剖面,強方向性,重量輕和易于制造等特點的微帶透射陣天線在雷達系統(tǒng)、航空航天以及民用領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用,并且是天線研究領(lǐng)域的熱門課題。本文對低剖面、寬帶的微帶透射陣天線和正交極化變換器進行了深入研究。本文提出了一款基于新型的多層堆疊結(jié)構(gòu)單元的透射陣天線,分析并驗證了初始相位、焦徑比和饋源波束寬度等方面對透射陣天線的影響。同時創(chuàng)新性地提出了用一種微帶平面縫隙天線代替標準喇叭增益天線作為透射陣天線的饋源,得出的實測結(jié)果與用標準增益喇叭作為饋源的實測結(jié)果進行了對比。測試結(jié)果表明,縫隙饋源透射陣天線的最高增益為25.1dBi,1dB增益帶寬為7.3%,中心頻率半功率波瓣寬度維持在5.8°以內(nèi);喇叭饋源透射陣天線的最高增益為28.4dBi,1dB增益帶寬為7.4%,中心頻率半功率波瓣寬度維持在5.1°,驗證了兩款透射陣天線的寬帶和高增益特性。根據(jù)典型的相位補償單元結(jié)構(gòu),本文以此為基礎(chǔ)又提出了一款基于單層諧振結(jié)構(gòu)單元的透射陣天線。然后用上述的微帶平面縫隙天線和標準喇叭增益天線作為該透射陣天線的饋源,得出的實測結(jié)果表明兩款透射陣天線與仿真結(jié)果分別吻合,性能良好�？p隙饋源透射陣天線的最高增益為25.82dBi,1dB增益帶寬為6.8%,中心頻率半功率波瓣寬度維持在5.4°以內(nèi);喇叭饋源透射陣天線的最高增益為27.45dBi,1dB增益帶寬為9.5%,中心頻率半功率波瓣寬度維持在5.2°。驗證了兩款透射陣天線的寬帶和高增益特性。根據(jù)電磁波極化特性的原理,本文提出了一種基于多層十字形堆疊貼片單元結(jié)構(gòu)的正交極化變換器。仿真和實測結(jié)果表明,該極化變換器在中心頻率附近能很好地實現(xiàn)正交極化變換。
[Abstract]:The microstrip transmission array antenna (Microstrip Transmitarray Antennas) is composed of a feed source and a large number of planar arrays with a large number of microstrip patch elements, which has the advantages of a reflective array antenna and a microstrip array antenna. By adjusting the phase of each element on its surface, the transmission array can convert the incident wave from the quasi-spherical surface of the feed to a quasi-plane wave, and the quasi-plane wave will form a penoid beam in a specified direction. Microstrip transmission array antenna with low profile, strong directivity, light weight and easy to manufacture has been widely used in radar system, aerospace and civil fields, and is a hot topic in antenna research field. In this paper, the low profile, broadband microstrip transmission array antenna and orthogonal polarization converter are studied. In this paper, a transmission array antenna based on a new multilayer stacked structure is proposed. The effects of initial phase, focal diameter ratio and feed beam width on the transmission array antenna are analyzed and verified. At the same time, a novel microstrip planar slot antenna is proposed to replace the standard horn gain antenna as the feed of the transmission array antenna. The measured results are compared with the measured results using the standard gain horn as the feed source. The test results show that the maximum gain of the slot feed transmission array antenna is 25.1dBi1dB gain bandwidth is 7.3 and the width of the center frequency half-power lobe is within 5.8 擄. The maximum gain of the loudspeaker transmission antenna is 28.4dBi ~ (-1) dB gain bandwidth is 7.4, and the width of the center frequency half-power lobe is maintained at 5.1 擄. The broadband and high-gain characteristics of the two transmission array antennas are verified. Based on the typical phase compensation unit structure, a transmission array antenna based on single-layer resonant structure is proposed. Then the microstrip planar slot antenna and the standard horn gain antenna are used as the feeders of the transmission array antenna. The measured results show that the two transmission array antennas are in good agreement with the simulation results and the performance is good. The maximum gain of the slot feed transmission array antenna is 25.82 dBion 1 dB gain bandwidth is 6.8 and the center frequency half-power lobe width is within 5.4 擄. The maximum gain of the loudspeaker transmission antenna is 27.45dBian1dB gain bandwidth is 9.5, and the width of the center frequency half-power lobe is maintained at 5.2 擄. The wideband and high gain characteristics of two transmission array antennas are verified. According to the principle of electromagnetic wave polarization, this paper presents an orthogonal polarization converter based on multi-layer cross-stacked chip cell structure. The simulation and experimental results show that the polarization converter can realize orthogonal polarization transform well near the center frequency.
【學(xué)位授予單位】：華僑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN822

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本文編號：2381280