Ka寬帶衛(wèi)星通信是衛(wèi)星通信的發(fā)展方向,衛(wèi)星通信是應(yīng)急通信的重要支撐,圓極化天線可以接收任意極化方向的電磁波,具有抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)因而在ka波頻段衛(wèi)星通信中被廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)(微帶傳輸線、矩形波導(dǎo)、基片集成波導(dǎo)和間隙波導(dǎo)等)設(shè)計(jì)的Ka波段圓極化天線增益較低不能滿足使用要求,集成基片間隙波導(dǎo)具有更低損耗的優(yōu)勢,因此采用集成基片間隙波導(dǎo)設(shè)計(jì)圓極化天線。本文進(jìn)行了如下的工作:1.設(shè)計(jì)了一個(gè)應(yīng)用在Ka波段的集成基片間隙波導(dǎo),通過分析周期排列的單元各部分尺寸對阻抗特性的影響,使設(shè)計(jì)的集成基片間隙波導(dǎo)通帶范圍在30—40GH。2.設(shè)計(jì)了一種基于集成基片間隙波導(dǎo)四臂圓極化天線。在三層的集成基片間隙波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中,底層有周期排列的蘑菇狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成PMC,中間層為間隙層,在PEC層的下方通過在封裝的微帶線上設(shè)計(jì)一個(gè)四分之三波長的圓環(huán)對四個(gè)天線臂進(jìn)行饋電,每個(gè)天線臂之間相差四分之一個(gè)波長,對應(yīng)能產(chǎn)生90°相位差的電流,從而產(chǎn)生圓極化波。在集成基片間隙波導(dǎo)的上表面蝕刻了一個(gè)矩形縫隙,用來輻射圓極化波。通過電場分布、電流分布圖解釋了天線的工作原理。進(jìn)行了參數(shù)的仿真分析,著重分析了臂長因子k對圓極化效果的影響,使天線的相對帶寬達(dá)到21.2%,增益達(dá)到7.7dB,相對軸比帶寬為8.2%。3.設(shè)計(jì)了一種基于集成基片間隙波導(dǎo)的回路結(jié)構(gòu)的雙路功分器。該功分器以ISGW作為饋電結(jié)構(gòu),在集成基片間隙波導(dǎo)的間隙層上方設(shè)計(jì)了一個(gè)回路降低了功分器兩端口之間的耦合。然后進(jìn)行了理論推導(dǎo),參數(shù)分析,最后將圓極化天線進(jìn)行組陣,組陣后的圓極化陣列天線增益可由7dB提升到9.7dB,陣列天線的相對軸比帶寬達(dá)到7.1%。
【學(xué)位單位】：云南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN820;TN927.2
【部分圖文】：

圖１－１微帶四臂天線１１３１??

?Ｍｐｔａｌ?ｐｌａｔｅ??圖１－２基片集成波導(dǎo)Ｕ４１?圖１－３?ＳＩＷ圓極化縫隙漏波天線［１７］??進(jìn)入本世紀(jì)以來，一些可以用介質(zhì)基片集成形式實(shí)現(xiàn)的新型傳輸結(jié)構(gòu)基片集??成波導(dǎo)［１４】（Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ?Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ?Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ．ＳＩＷ）由加拿大蒙特利爾學(xué)院吳柯教授??和東南大學(xué)洪偉教授等設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了后續(xù)的研宂發(fā)展。基片集成波導(dǎo)（ＳＩＷ）結(jié)構(gòu)??的示意圖如圖１－２所示，基片集成波導(dǎo)（ＳＩＷ）類似于介質(zhì)填充的矩形平面波導(dǎo)，首??先在介質(zhì)基板的上、下表面覆上金屬銅，然后在介質(zhì)基板中嵌入了成周期性結(jié)構(gòu)??排列的金屬通孔來充當(dāng)波導(dǎo)窄邊，基片集成波導(dǎo)（ＳＩＷ）的介質(zhì)基片上下兩層金屬面??是由周期排列的金屬過孔連接。類似于矩形平面波導(dǎo)的上下寬邊是由介質(zhì)基片的??上下層金屬表面構(gòu)成，？介質(zhì)基片的兩條側(cè)邊與兩側(cè)金屬化的過孔構(gòu)成了類似于矩??形平面波導(dǎo)的左右窄邊，電磁波的傳播區(qū)域由兩側(cè)金屬化過孔和上下金屬表面圍??成。電磁波在ＳＩＷ中的傳輸特性類似于在傳統(tǒng)矩形波導(dǎo)中的傳輸特性

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【參考文獻(xiàn)】

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2 曾楚斌;面向5G應(yīng)用的陣列天線設(shè)計(jì)與研制[D];南京郵電大學(xué);2018年

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8 徐銀芳;Ka波段介質(zhì)球透鏡的饋源天線設(shè)計(jì)[D];西安電子科技大學(xué);2011年

本文編號：2863292