【摘要】：W波段(75-110GHz)與低頻段相比具有結(jié)構(gòu)尺寸小、通信安全性好,因此常用于軍工保密領(lǐng)域。在W波段進(jìn)行傳輸,傳統(tǒng)的微波傳輸線如金屬波導(dǎo)和平面微帶線有各種各樣的缺點(diǎn)。微帶線在W波段進(jìn)行傳輸,除了加工工藝的影響,介質(zhì)損耗會(huì)變大;金屬波導(dǎo)在W波段傳輸性能良好,但是由于本身封閉結(jié)構(gòu)不適合復(fù)雜的電路系統(tǒng)�；刹▽�(dǎo)(Substrate Integrated Waveguide,SIW)綜合了兩者的優(yōu)點(diǎn),且適合W波段傳輸。因而本文用SIW作為傳輸線設(shè)計(jì)W波段陣列天線。高隔離度SIW陣列天線的整機(jī)模塊分為兩個(gè)部分:SIW陣列天線和電磁帶隙(EBG)。SIW陣列天線部分包括接收天線和發(fā)射天線,接收天線和發(fā)射天線結(jié)構(gòu)完全相同是一個(gè)8×12縫隙輻射陣列。設(shè)計(jì)天線整機(jī)模塊分為兩個(gè)步驟:1、設(shè)計(jì)收發(fā)SIW陣列天線,2、設(shè)計(jì)電磁帶隙(EBG)。其中,收發(fā)SIW陣列天線設(shè)計(jì)包括單根SIW天線,SIW陣列天線輻射部分和饋電部分兩個(gè)設(shè)計(jì)流程。具體步驟如下:1、設(shè)計(jì)單根SIW天線。在單根SIW的上表面開(kāi)取縫隙12個(gè)縫隙,運(yùn)用泰勒口徑分布的綜合方法確定各個(gè)縫隙的輻射電壓電平,再經(jīng)過(guò)等效電路模型轉(zhuǎn)換為歸一化導(dǎo)納的分布。提取單根SIW縫隙的電參量,尋找縫隙偏離中心的距離(偏心距)與諧振長(zhǎng)度和歸一化導(dǎo)納分布的函數(shù)關(guān)系,由此得出歸一化導(dǎo)納分布對(duì)應(yīng)縫隙的偏心距X和諧振長(zhǎng)度lr。最后,仿真單根SIW天線驗(yàn)證提取電參量的精度和準(zhǔn)確性。2、SIW陣列天線的輻射部分和饋電部分。8根SIW天線等間距組成SIW陣列天線的輻射部分,SIW樹(shù)狀功分器為SIW陣列天線的饋電部分。原本已經(jīng)提取的電參量數(shù)據(jù)因?yàn)闆](méi)有考慮SIW天線之間的縫隙耦合作用需要再次提取電參量進(jìn)行修正。本文設(shè)計(jì)5×6小型陣列模型再次提取有源導(dǎo)納參數(shù),再次得到縫隙偏心距、縫隙諧振長(zhǎng)度和有源導(dǎo)納三者之間的關(guān)系,確定SIW陣列天線輻射部分縫隙的偏心距X和諧振長(zhǎng)度lr。為了實(shí)現(xiàn)SIW陣列天線輻射部分正常饋電,設(shè)計(jì)SIW結(jié)構(gòu)的1分8相位平衡不等分功分器作為饋電部分�？紤]到天線測(cè)試和實(shí)際使用,設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)到SIW的垂直過(guò)渡結(jié)構(gòu)。最后,將SIW陣列天線輻射部分、饋電部分,垂直過(guò)渡結(jié)構(gòu)三個(gè)部分銜接進(jìn)行整體仿真。3、針對(duì)收發(fā)天線的隔離度,設(shè)計(jì)蘑菇型EBG結(jié)構(gòu)。將收發(fā)SIW陣列天線隔離度提到55dB。加工并測(cè)試基片集成波導(dǎo)陣列天線模塊,比較仿真和測(cè)試的結(jié)果。
【圖文】：

圈１－２邋Ｌｉ邋Ｙａｎ設(shè)計(jì)的天線逡逑圖１－２設(shè)計(jì)的４ｘ４縫隙陣天線陣列，天線輻射部分通過(guò)計(jì)算開(kāi)縫方便位置和尺寸，所以影響陣列進(jìn)－步發(fā)展是天線饋電部分的設(shè)計(jì)效果９早波導(dǎo)提出之初就是運(yùn)用在天線的饋電部分》根據(jù)陣列天線綜合理論，端般需要在＾個(gè)頻段甚至是多個(gè)頻段保持穩(wěn)定的幅度差；在輸出的相位線輻射部分一般饋電渡Ｕ處在一個(gè)水平線上，各端口滿(mǎn)足一定相移輸，Ｈ而，運(yùn)用基片集成波導(dǎo)設(shè)計(jì)陣列天線一般保持饋電端口Ｍ相位或是入。國(guó)內(nèi)在這方面進(jìn)行深入研究的有東南大學(xué)、電子科技大學(xué)等單位。２南大學(xué)的ＨａｉｆｎｅｇＸｕ等設(shè)計(jì)了給４ｘ８、８ｘ８、１６ｘ１６縫隙陣天線福射部構(gòu)，如圖１－３所示。逡逑１７邐１６邐１５邐１４邐１３邐１２邋ｌｌｉ邋ＩＯ邋９邋Ｈ邋７邐６邐５邐４邐３邐２逡逑

逡逑８?jìng)�(gè)數(shù)字標(biāo)定，其中１端口為輸入，與圖１－３饋電部分不同，所有輸出端口同相輸逡逑出《實(shí)際上，圖１－３饋電部分由３類(lèi)１分２的Ｔ型結(jié)級(jí)聯(lián)成的．圖１－３和圖１－４是逡逑基片集成波導(dǎo)結(jié)構(gòu)兩類(lèi)常見(jiàn)的天線饋電部分。逡逑圖１－４文獻(xiàn)［８］設(shè)計(jì)的饋電部分逡逑基片集成波導(dǎo)結(jié)構(gòu)在圓極化天線設(shè)計(jì)方面也有廣泛用途。在基片集成波導(dǎo)上．逡逑表面開(kāi)縫形式靈活多樣，，設(shè)計(jì)出的天線功能豐富，頻段，軸比等均能根據(jù)項(xiàng)目協(xié)議逡逑設(shè)計(jì)滿(mǎn)足不同場(chǎng)合的實(shí)際需要＊圖１－５＾和圖是兩款基片集成波導(dǎo)圓極化天逡逑線，前者圓極化軸比為１．９５ｄＢ，后者為２．５ｄＢ。逡逑．邐１－邋－邋Ｍ逡逑|r邐？S緬�？逦？辶x�？邋＊ｉ邋？邋？邋＿邋？逦？邋？逦？？]垮�？悙辶x稀觥齜�？？|r？■？？？＊？？■？■S茫擼�？↓b選觶縎肧�？？？？？？？∮z縎�？？参辶x希蓿觶危ⅲ鄭義賢跡保滴南祝郟梗萆杓圃布煜呤滴镥義希懾逕馘危五澹五邋澹�，逦１｜辶x希希希希希希希穡希希希希希希緬澹懾澹澹懾澹猓希希希希希希茫蓿希希希希希茫歟儒濉鰣澹穡希希希希希穡蓿模希希希希希希襄澹繡澹澹錚錚錚錚錚錚镥義希紓裕卞義希。還沐澹潁椋劍蕖保櫻體澹蹋殄澹剩戾澹掊危苠澹卞澹懾澹族危蹋蹋劍保劍剩卞澹藻義希希襄澹希瘢蓿蓿蓿剩蓿眩希希眩眩希穡歟幔希希眩穡媯穡希襄澹希希繡澹希希繡澹眩

本文編號(hào)：2620198