本文關(guān)鍵詞：一種緊耦合、高增益的寬帶偶極子天線陣列的研究

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【摘要】：緊耦合天線陣近來稱為陣列天線研究的熱點。與傳統(tǒng)的陣列天線中避免陣元間互耦效應(yīng)的設(shè)計方法相比,這類天線陣列是有效的利用陣元間的互耦作用,通過抑制天線單元末端表面電流的衰減,來達到展寬天線頻帶的效果。偶極子天線由于其結(jié)構(gòu)簡單、較好的極化特性和易于組陣的特點,常用作陣列天線的單元。本文基于緊耦合天線陣理論,對這類天線陣列展開了相關(guān)的研究。本文內(nèi)容主要包括以下幾個方面：首先,本文簡述了緊耦合天線陣列的研究背景及意義,并介紹了國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀,接著,詳細論述了陣列天線的相關(guān)理論和緊耦合天線陣的工作原理。其次,設(shè)計了一款具有低交叉極化特性的寬帶偶極子天線。通過將振子臂兩側(cè)折起,一方面,縮小了偶極子的物理尺寸,實現(xiàn)了天線的小型化。另一方面,利用折起部分產(chǎn)生的容性,有效實現(xiàn)的天線頻帶的展寬。此外,設(shè)計了一個微帶線漸變的巴倫結(jié)構(gòu),實現(xiàn)了阻抗的平衡—非平衡轉(zhuǎn)換。通過電磁仿真軟件對天線進行仿真優(yōu)化以及對天線實物進行加工制作,天線的阻抗帶寬達到了71.78%,交叉極化在頻段內(nèi)達到-20dB以下,平均增益達到3dB。最后,將上述設(shè)計的偶極子天線作為陣列天線的單元天線,并且按照一維線陣的方式排列,設(shè)計了一款緊耦合、高增益的寬帶四元天線陣。通過調(diào)整優(yōu)化陣元間橫向和縱向交錯的距離,利用陣元間產(chǎn)生的緊耦合作用,展寬天線的帶寬。為了獲得定向輻射特性,設(shè)計了一個弧形反射板,上下兩端分別加有一款傾斜的擋板,以抑制電磁波繞射產(chǎn)生的旁瓣和后瓣。通過電磁仿真軟件對天線進行建模優(yōu)化,阻抗帶寬達到了85.25%,E面輻射方向圖上的主瓣寬度達到20。,平均增益達到了15dB。
【關(guān)鍵詞】：緊耦合天線陣 寬頻帶 低交叉極化 增益
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN820.15
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 本文的主要工作和內(nèi)容安排13-15
• 第2章 緊耦合天線陣列技術(shù)15-30
• 2.1 陣列天線的基本理論15-19
• 2.1.1 線性陣列15-16
• 2.1.2 天線的性能參數(shù)16-17
• 2.1.3 天線的極化17-19
• 2.2 單元天線間的互耦效應(yīng)19-22
• 2.3 緊耦合天線陣列的基本理論22-29
• 2.3.1 緊耦合天線陣列理論22-26
• 2.3.2 緊耦合天線陣列的等效電路26-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第3章 一種低交叉極化的寬帶偶極子天線的設(shè)計30-46
• 3.1 偶極子天線30-35
• 3.1.1 偶極子天線基本理論30-31
• 3.1.2 幾種典型的偶極子天線31-35
• 3.2 一種低交叉極化的寬帶偶極天線35-44
• 3.2.1 天線結(jié)構(gòu)35-36
• 3.2.2 天線設(shè)計及仿真結(jié)果分析36-38
• 3.2.3 阻抗變化巴倫結(jié)構(gòu)設(shè)計38-41
• 3.2.4 天線性能分析41-44
• 3.3 本章小結(jié)44-46
• 第4章 緊耦合高增益的定向偶極子天線陣列46-62
• 4.1 引言46
• 4.2 反射板結(jié)構(gòu)46-51
• 4.2.1 反射板結(jié)構(gòu)基本理論46-47
• 4.2.2 加反射板的偶極子天線單元47-51
• 4.3 緊耦合高增益的定向偶極子天線陣列51-61
• 4.3.1 天線結(jié)構(gòu)51-52
• 4.3.2 天線設(shè)計及仿真結(jié)果分析52-57
• 4.3.3 天線性能分析57-61
• 4.4 本章小結(jié)61-62
• 全文總結(jié)與展望62-64
• 致謝64-65
• 參考文獻65-69
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文69

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本文編號：615231