【摘要】：人們對電子設(shè)備便攜小巧的要求不斷提高,使得電子電路集成技術(shù)的迅猛發(fā)展,系統(tǒng)中各部分組成電路的尺寸隨之縮小,從而一般用作系統(tǒng)終端部分使用的天線也面臨著小型化的挑戰(zhàn),而天線小型化考慮的重點(diǎn)在于性能與尺寸之間的權(quán)衡。Vivaldi天線是漸變槽線天線中的一類,屬于超寬帶天線,該類天線具有寬頻帶、方向圖對稱、增益穩(wěn)定并且結(jié)構(gòu)簡單、低剖面、易于集成等優(yōu)點(diǎn),已廣泛應(yīng)用于雷達(dá)系統(tǒng)、室內(nèi)外通信系統(tǒng)、測量裝置等領(lǐng)域。Vivaldi天線若按照行波原理設(shè)計結(jié)構(gòu),尺寸勢必偏大,所以對于該類天線小型化的研究本質(zhì)上已經(jīng)從行波天線變?yōu)榱酥C振型天線。本文主要是對Vivaldi天線小型化作討論設(shè)計,主要工作包括:(1)基于微帶線-槽線耦合饋電結(jié)構(gòu)的等效電路分析,設(shè)計了一種彎折型微帶小面積饋電Vivaldi天線。該天線通過在饋電耦合處設(shè)計了彎折型饋電微帶線槽邊短路與槽線開路的結(jié)構(gòu),以達(dá)到減小微帶線-槽線耦合處反射系數(shù)的目的并有效地減小了天線饋電面積。通過對介質(zhì)基板厚度以及指數(shù)漸變槽線寬端開口寬度參數(shù)的影響分析,得到該天線工作帶寬為3-14GHz,最大增益為9.22d Bi,體積為60mm×53.1mm×0.4mm。(2)設(shè)計了一種阻抗變換型微帶饋電Vivaldi天線,該天線饋電結(jié)構(gòu)沿用微帶線槽邊短路與槽線開路的形式,饋電微帶線采用了阻抗變換結(jié)構(gòu)。在與彎折型微帶小面積饋電Vivaldi天線指數(shù)漸變槽線開口寬度以及長度一致的情況下,通過對介質(zhì)基板厚度以及指數(shù)漸變槽線寬端開口寬度參數(shù)的影響分析,得到該天線工作帶寬為2-18GHz,最大增益可達(dá)9.97d Bi,體積為60mm×54mm×0.4mm。(3)基于槽間電阻加載微帶線-槽線耦合饋電結(jié)構(gòu)的等效電路分析,設(shè)計了一種槽間電阻加載Vivaldi天線。該天線的饋電結(jié)構(gòu)對在微帶線-槽線的饋電耦合處微帶線短路、槽線開路的形式加以改進(jìn),將槽線采用的開路結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為槽間電阻加載,以達(dá)到減小微帶線-槽線耦合處反射系數(shù)的目的。得到該天線工作帶寬為2-25GHz,體積僅為40mm×41mm×0.4mm。在此基礎(chǔ)上,對在微帶線-槽線耦合處與電阻加載位置之間的槽線段做拓寬變形以及在天線兩側(cè)的金屬區(qū)域上設(shè)置四分之一波長的線性漸變槽縫,天線的增益、輻射效率以及方向圖得到了明顯地改善,天線增益可達(dá)8.45d Bi。
【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】：TN822.8

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本文編號：2567673