平板天線具有低剖面、低成本的特點(diǎn),在移動(dòng)通信、衛(wèi)星通信等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。現(xiàn)代通信系統(tǒng)向緊湊和一體化發(fā)展,促進(jìn)了雙極化技術(shù)的研究和發(fā)展。雙極化天線節(jié)約成本和空間,具有較強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值,其中雙圓極化的平板天線在頻譜資源緊張的衛(wèi)星通信領(lǐng)域有實(shí)際的應(yīng)用意義。本文圍繞雙圓極化平板陣列天線進(jìn)行研究,論文的主要內(nèi)容如下:（1）介紹了平板天線的發(fā)展和研究動(dòng)態(tài),對(duì)比選擇基片集成波導(dǎo)縫隙天線和徑向線縫隙天線進(jìn)行雙圓極化技術(shù)研究,細(xì)述雙極化天線理論,為設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。（2）設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一款8×8的雙圓極化基片集成波導(dǎo)縫隙陣列天線。首先詳述雙圓極化天線陣元的設(shè)計(jì)流程;然后總結(jié)出均勻直線陣和非均勻直線陣的設(shè)計(jì)流程,依據(jù)流程設(shè)計(jì)出兩種直線陣列;其次選擇非均勻直線陣進(jìn)行面陣排布和去耦分析,最后加工并測(cè)試了雙圓極化縫隙面陣。實(shí)測(cè)結(jié)果顯示,在12GHz,天線的左右旋圓極化增益大于22.5dB,軸比小于3dB,驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的可行性。（3）設(shè)計(jì)了一款改進(jìn)型雙圓極化徑向線天線。對(duì)傳統(tǒng)雙層雙圓極化徑向線縫隙天線進(jìn)行分析,針對(duì)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的饋電缺陷重新設(shè)計(jì)了一種基于基片集成波導(dǎo)的饋電結(jié)構(gòu),降低了天線剖面,最后進(jìn)行天線的雙層結(jié)構(gòu)和陣面... 

【文章來(lái)源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：88 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

4元微帶天線陣列[2]

?疚?豢?6元雙圓極化微帶陣列[3]。天線陣列由雙饋線性極化單元組成，通過(guò)兩層饋電網(wǎng)絡(luò)和3dB耦合器饋電，天線實(shí)現(xiàn)良好的雙圓極化性能。該天線在中心頻率，對(duì)于左旋圓極化輻射(LHCP)和右旋圓極化輻射(RHCP)，交叉極化均大于25dB，增益大于18.8dB。這種設(shè)計(jì)避免了旋轉(zhuǎn)饋電對(duì)雙圓極化設(shè)計(jì)的限制，但復(fù)雜的微帶饋線排布依舊是大型化陣列的阻礙。各類的圓極化和雙圓極化的微帶陣列天線或單元[4]被設(shè)計(jì)和提出，但都無(wú)法避免饋電復(fù)雜性和雙極化設(shè)計(jì)的問(wèn)題，因此雙圓極化微帶陣列的研究和實(shí)現(xiàn)較少。圖1-164元微帶天線陣列[2]圖1-216元雙圓極化微帶天線陣[3]就縫隙式平板天線而言，最先出現(xiàn)的是波導(dǎo)縫隙天線。自波導(dǎo)縫隙天線出現(xiàn)以來(lái)，不斷有學(xué)者提出各類的圓極化波導(dǎo)輻射縫隙單元，如“T”型縫隙[7]、“X”型縫隙[8]、“U”型縫隙[9]等。GiorgioMontisci與MichelaMusa提出了八字形縫隙作為輻射單元[10][11]，如圖1-3所示，文中將八字縫隙組成縫隙陣，獲得良好的圓極化特性�；诎俗挚p隙，學(xué)者利用兩端饋電的形式設(shè)計(jì)出了一款雙圓極化波導(dǎo)縫隙天

第一章緒論3線[12]，如圖1-4所示，但這種設(shè)計(jì)并沒(méi)有加工和實(shí)現(xiàn)。隨后，有學(xué)者不斷提出新型縫隙，如窄邊X型與V型組合縫隙[13]、多縫隙組合[14]、十字與斜縫組合縫隙[15]等，但雙圓極化的波導(dǎo)縫隙天線較少有人研究，且傳統(tǒng)的波導(dǎo)縫隙天線采用矩形波導(dǎo)作為主要實(shí)現(xiàn)形式，具有質(zhì)量重、成本高、不易集成等缺點(diǎn)，使得波導(dǎo)縫隙天線的發(fā)展和應(yīng)用受到限制。圖1-3“八”字縫隙[10]圖1-4兩端饋電雙圓極化波導(dǎo)縫隙陣[12]介質(zhì)集成波導(dǎo)的概念于2001年，被K.Wu與D.Deslands[16]首次提出。自提出后，SIW的研究和應(yīng)用逐漸成為熱點(diǎn)。SIW的傳輸特性非常接近矩形波導(dǎo)，因此SIW保留了常規(guī)矩形波導(dǎo)的大部分優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)SIW可以使用常規(guī)印刷電路板工藝制造，因此它具有額外的優(yōu)點(diǎn)，如低成本，低剖面，易于制造以及易于與其他平面電路集成。由于以上優(yōu)點(diǎn)，基于SIW設(shè)計(jì)的圓極化縫隙天線在近年來(lái)逐步發(fā)展。2008年，東南大學(xué)的陳志君提出了一種基于基片集成波導(dǎo)（SIW）的圓極化縫隙陣列天線的新方法[17]，如圖1-5，該設(shè)計(jì)在SIW頂部腐蝕縫隙，利用±45°線極化縫隙作為陣元，通過(guò)左右對(duì)稱陣面實(shí)現(xiàn)圓極化輻射。最終設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)出8×16的面陣，在11GHz，該天線有9%的軸比帶寬。2009年，一個(gè)匹配的雙八字縫輻射單元被提出[18]，如圖1-6，該輻射縫隙能有效改善SIW上八字縫隙較差的反射系數(shù)，并能獲得較好的軸比。文中設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)出16元線陣，該天線在中心頻率16GHz的效率達(dá)到93%。2011年，學(xué)者提出了一種新型的4槽圓極化輻射單元[19]，如圖1-7所示，該輻射縫隙能減少SIW內(nèi)部的反射，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)24×39的面陣，在36.7GHz獲得28.6dBi的右旋圓極化增益，天線效率為79％，該新型縫隙能作為雙圓極化的輻射單元。2015年，學(xué)者提出一種小型帶槽陣列[20]，通過(guò)饋電層、縫隙?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]介質(zhì)覆蓋基片集成波導(dǎo)縫隙天線研究[D]. 金祖升.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013
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碩士論文
[1]高增益雙頻雙極化平面天線的研究[D]. 孫佳敏.電子科技大學(xué) 2017
[2]兩端饋電的雙圓極化波導(dǎo)縫隙天線陣列[D]. 馬世娟.電子科技大學(xué) 2016
[3]共形徑向線縫隙天線的研究與設(shè)計(jì)[D]. 張娜曼.電子科技大學(xué) 2015
[4]徑向線/共口徑圓極化平板天線的分析與設(shè)計(jì)[D]. 張銀.電子科技大學(xué) 2013
[5]徑向線微帶陣列天線的研究[D]. 田富貴.西安電子科技大學(xué) 2010
[6]毫米波徑向線縫隙天線饋源結(jié)構(gòu)分析[D]. 王健.東南大學(xué) 2005
[7]毫米波徑向線縫隙天線分析[D]. 汪懌暉.東南大學(xué) 2005



本文編號(hào)：3472221