【摘要】：近年來,低頻率波段越來越擁擠,已無法滿足目前高速發(fā)展的通信產(chǎn)業(yè),為了擴(kuò)展無線電頻譜資源,毫米波頻段的開發(fā)成為研究熱點(diǎn),且伴隨著毫米波頻段的5G通信以及衛(wèi)星通信的快速發(fā)展,高頻、高增益、小型化、低剖面的天線需求日益增多。本文研究了工作在36GHz的三種不同饋電結(jié)構(gòu)的毫米波微帶平面陣列天線,完成了不同饋電結(jié)構(gòu)的微帶天線的仿真對比。所設(shè)計(jì)的陣列天線具有成本低廉、簡易靈活、低剖面、輻射性能良好等優(yōu)點(diǎn),可根據(jù)具體需求應(yīng)用于不同的Ka波段毫米波天線系統(tǒng)。本文主要工作包括:(1)對多路T型并饋結(jié)構(gòu)的均勻微帶平面陣列天線的研究。完成了最優(yōu)微帶單元天線以及等幅等相位差的并聯(lián)T型功分器饋電網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì),并將陣元個數(shù)漸增分別設(shè)計(jì)了1×2、2×2、4×4微帶陣列天線,分析了不同陣元間距對H面方向圖和回波損耗的影響,以及不同陣元個數(shù)對天線性能的影響。設(shè)計(jì)的4×4微帶陣列天線獲得19dB的高增益以及2.3GHz的阻抗帶寬。該陣列天線結(jié)構(gòu)緊湊、設(shè)計(jì)簡單、高增益以及易于實(shí)現(xiàn)小型化。(2)對駐波式串饋與并饋混合的微帶平面陣列天線的研究。完成未經(jīng)阻抗匹配的微帶單元天線作為陣元,將陣元在H面方向排列,完成1×8線陣天線設(shè)計(jì),線陣天線通過單元貼片寬度漸變法使得各陣元電流幅度滿足切比雪夫分布。將線陣作為子陣,通過串并聯(lián)結(jié)合的饋電方式設(shè)計(jì)了2×8、4×8微帶陣列天線,分析了E面方向陣元個數(shù)對天線性能的影響。設(shè)計(jì)的4×8微帶陣列天線的增益可達(dá)20.91dB,3dB波束寬度為10.8°,副瓣電平為-16dB。運(yùn)用駐波串饋為主饋電方式的陣列天線的饋電匹配設(shè)計(jì)簡單、傳輸饋線較短以及傳輸損耗小。(3)對行波式串饋與并饋混合的微帶平面陣列天線的研究。采用行波式串饋與并饋混合的饋電方式完成了1×8線陣天線的設(shè)計(jì),線陣天線通過調(diào)節(jié)陣元前四分之一阻抗匹配段使得各陣元電流幅度滿足切比雪夫分布。將線陣作為子陣,通過同軸線在微帶天線中心背饋的方式分別設(shè)計(jì)了2×8、4×8微帶陣列天線,分析了E面陣元個數(shù)對天線性能的影響,并在相同陣元個數(shù)條件下,與均勻微帶陣列天線和駐波式串饋并饋結(jié)合的微帶陣列天線進(jìn)行對比。設(shè)計(jì)的4×8微帶陣列天線的增益高達(dá)22.45dB,且3dB波束寬度較窄,僅為10°,副瓣電平為-19.75dB。運(yùn)用行波式串饋為主饋電方式的陣列天線在獲得更窄的3dB波束寬度、更低的副瓣電平情況下,仍可保持高增益。
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN822

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2720549