本文關(guān)鍵詞：平板波導(dǎo)連續(xù)橫向枝節(jié)天線及其平面化的研究

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【摘要】：近年來,衛(wèi)星通信技術(shù)蓬勃發(fā)展,對應(yīng)用于衛(wèi)星通信的天線提出了更高的要求,尤其是在移動中的通信系統(tǒng)(動中通系統(tǒng))中,天線的性能對整個通信系統(tǒng)的影響至關(guān)重要。傳統(tǒng)的動中通天線有著一些難以克服的缺陷:拋物面天線,雖然增益穩(wěn)定掃描效果好,但是體積大,剖面高,波束掃描速度較慢,對機(jī)械轉(zhuǎn)臺的要求高。介質(zhì)透鏡天線,可實現(xiàn)多頻帶通信,但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜,難組陣,高頻時性能惡化嚴(yán)重。相控陣天線,掃描速率快,體積小,但是組件較多,成本高,大角度掃描時性能惡化嚴(yán)重,增益難做高。本文中,作者首先設(shè)計了Ka頻段平板波導(dǎo)連續(xù)橫向枝節(jié)天線,具有低剖面、高角度掃描、高增益等優(yōu)勢,并且結(jié)構(gòu)相對簡單,克服了一些傳統(tǒng)動中通天線的缺點。天線分為輻射口面、饋電網(wǎng)絡(luò)、圓極化器三個部分,輻射口面為44個連續(xù)橫向枝節(jié)單元組成的陣列;饋電網(wǎng)絡(luò)為1-32波導(dǎo)樹狀功分器組成的TEM波激勵器;圓極化器是蜿蜒的金屬柵格所構(gòu)成。用HFSS全波仿真軟件對天線的各部件及整體進(jìn)行了仿真驗證,并加工測試,結(jié)果顯示天線性能良好,達(dá)到預(yù)期效果。隨后,作者將連續(xù)橫向枝節(jié)天線設(shè)計在印刷電路板上,并應(yīng)用到更高的頻率W頻段上,實現(xiàn)了天線的平面化以及雙極化。平面化的連續(xù)橫向枝節(jié)天線兼容標(biāo)準(zhǔn)印刷電路板工藝,這種工藝加工精度高,加工技術(shù)成熟,使得天線的實現(xiàn)更加簡單,成本也更低。由于應(yīng)用頻率過高,基片的介電常數(shù)等對天線性能影響較大,而基片廠商并沒有提供如此高頻率下基片的準(zhǔn)確電磁特性,因此,在設(shè)計天線之前,作者設(shè)計了基片集成波導(dǎo)多諧振腔法,對所用板材的電磁特性進(jìn)行的重新測量。多諧振腔法是一種寬帶諧振法,可以準(zhǔn)確的測量出所用基片的介電常數(shù)和損耗角正切值。運用此方法對基片的介電常數(shù)和損耗角正切值進(jìn)行測量,測量結(jié)果顯示了該方法的有效性。將測量后基片的參數(shù)帶入HFSS全波仿真軟件,對平面化的連續(xù)橫向枝節(jié)天線各部件以及整體進(jìn)行仿真優(yōu)化,并加工測試,結(jié)果顯示天線性能穩(wěn)定,達(dá)到預(yù)期效果。
【關(guān)鍵詞】：衛(wèi)星通信 動中通技術(shù) 連續(xù)橫向枝節(jié)天線 功分器 基片集成波導(dǎo)多諧振腔法 雙極化
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN828.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-13
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展動態(tài)11-12
• 1.3 本文的主要工作和內(nèi)容安排12-13
• 第二章 Ka頻段連續(xù)橫向枝節(jié)天線的設(shè)計13-35
• 2.1 概述13
• 2.2 天線的基本結(jié)構(gòu)13-14
• 2.3 天線輻射口面的設(shè)計14-17
• 2.3.1 單枝節(jié)輻射單元與多枝節(jié)輻射單元14-15
• 2.3.2 天線陣列的布局15-17
• 2.4 天線饋電網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計17-22
• 2.4.1 波導(dǎo)TEM波激勵器的設(shè)計17-19
• 2.4.2 Ka頻段TEM波激勵器的仿真19-21
• 2.4.3 饋電布局21-22
• 2.5 Ka頻段圓極化器的設(shè)計22-27
• 2.5.1 蜿蜒線圓極化器的工作原理23-24
• 2.5.2 Ka頻段蜿蜒線圓極化器的仿真24-27
• 2.6 連續(xù)橫向枝節(jié)天線的掃描27-28
• 2.7 Ka頻段連續(xù)橫向枝節(jié)天線的整體仿真與測試結(jié)果28-33
• 2.7.1 天線整體仿真模型28-29
• 2.7.2 天線的仿真結(jié)果與測試結(jié)果29-33
• 2.7.3 實驗誤差的分析33
• 2.8 本章小結(jié)33-35
• 第三章W頻段平面連續(xù)橫向枝節(jié)天線的設(shè)計35-60
• 3.1 概述35
• 3.2 W頻段基片集成波導(dǎo)多諧振腔法測量基片的特性35-49
• 3.2.1 基片集成波導(dǎo)技術(shù)35-36
• 3.2.2 基片集成波導(dǎo)多諧振腔法36-37
• 3.2.3 基片介電常數(shù)的測量37-39
• 3.2.4 基片損耗角正切的測量39-40
• 3.2.5 介電常數(shù)和損耗角正切值測量結(jié)果40-47
• 3.2.6 測量的不確定性分析47-49
• 3.3 平面連續(xù)橫向枝節(jié)天線的基本結(jié)構(gòu)49-50
• 3.4 W頻段雙極化平面連續(xù)橫向枝節(jié)天線輻射口面的設(shè)計50
• 3.5 W頻段雙極化平面連續(xù)橫向枝節(jié)天線饋電網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計50-55
• 3.5.1 基片集成波導(dǎo)TEM波激勵器的設(shè)計50-52
• 3.5.2 波導(dǎo)到基片集成波導(dǎo)功分器的過渡52-53
• 3.5.3 饋電網(wǎng)絡(luò)到輻射口面耦合縫隙的設(shè)計53-55
• 3.6 天線雙極化的實現(xiàn)55
• 3.7 天線仿真及測試結(jié)果55-58
• 3.8 本章小結(jié)58-60
• 第四章 結(jié)論60-62
• 致謝62-63
• 參考文獻(xiàn)63-67
• 攻讀碩士期間取得的研究成果67-68

【參考文獻(xiàn)】

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 樊芳芳;超寬帶天線與相控陣天線系統(tǒng)研究[D];西安電子科技大學(xué);2011年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 江彪;平板波導(dǎo)CTS天線的設(shè)計[D];南京理工大學(xué);2013年

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本文編號：671731