波束轉換天線陣列,可以提高掃描角度范圍,同時提高方向性、增益并抑制噪聲。60GHz附近的頻譜范圍寬,信息容量大,可用于短距離通信、汽車雷達傳感器、生命體征檢測、城市高速物聯(lián)網(wǎng)連接等方面。當前,60GHz的開放頻段已擴展至53GHz⁶7GHz,因此本文研究的基于Butler矩陣的60GHz寬帶波束轉換天線陣列在生命體征探測等領域具有重要意義。另外,本文也研究了在兩個頻點任意設置移相量的雙頻移相器,這將對雙頻可重構天線和雙頻相控陣列天線產(chǎn)生重要影響。本文的具體工作如下:第一部分介紹了基本Butler矩陣的拓撲結構及其波束形成原理。然后介紹了寬帶耦合器、寬帶交叉器和寬帶移相器的基本原理。第二部分介紹了移相器基本原理和技術參數(shù)。然后重點介紹了反射式移相器的基本原理。第三部分介紹了基于Butler矩陣的60GHz寬帶波束轉換天線陣列的具體設計仿真過程。先分別對寬帶耦合器、寬帶交叉器、寬帶移相器和寬帶貼片天線進行設計、仿真優(yōu)化。然后將其整合進行整體的仿真優(yōu)化。最終的天線陣列在不同的端口激勵下,在53GHz⁶7GHz帶寬內都能形成四道清晰的波束,且波束方向... 

【文章來源】：南京航空航天大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

論文框架

基于 Butler 矩陣的 60GHz 波束轉換天線陣列的研究持匹配。無論哪個輸入端口被激勵，Butler 矩陣的相鄰輸出端口輸出端口的具體相差值與輸入端口有關，詳情如表 2.1 所示。圖口激勵時，對應的波束指向圖。天線的波束指向按中線對稱，是。即相對稱的輸入端口激勵時，相鄰輸出端口的相位互為相反數(shù)的輸入端可以外接微波開關，輸出端口外接天線陣列。當微波，會改變其輸出端口的相差值。影響天線陣列的相位排布，導致某區(qū)域的掃描。其示意圖如圖 2.2 所示。

圖 2.2 波束轉換示意圖合器原理耦合器[41]，是 Butler 矩陣的基本組成部分之一，也是一種常用的輸、耦合與隔離。本文使用微帶線耦合器構建 Butler 矩陣，其基四個端口，分別是輸入端、直通端、耦合端和隔離端。圖中 Z0行且完全相同的微帶線交叉構成，其中豎直的微帶線稱為分支線。分支線微帶線的阻抗與端口阻抗相等，為 Z0，兩外兩條微帶線的器的工作原理為：當四個端口都匹配時，從輸入端口 1 進入的功端 3，耦合端信號的相位較直通端滯后 90°，隔離端無信號輸出。


本文編號：3098018