本文選題：濾波天線 + 整流天線　； 參考：《南京理工大學》2017年碩士論文

【摘要】：隨著無線電技術(shù)的發(fā)展,電子系統(tǒng)向低功耗、多功能、集成化方向發(fā)展。微波能量采集、多功能共口徑天線順應(yīng)這一發(fā)展成為熱點研究方向。而濾波天線作為天線和濾波器兩種部件的集成化設(shè)計,也得到廣泛的關(guān)注。本文針對微波能量采集系統(tǒng)中的整流天線和衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的雙頻雙圓極化共口徑天線,研究濾波天線的設(shè)計,實現(xiàn)特定的應(yīng)用需求。主要工作內(nèi)容如下:第一,闡述了濾波天線及其在相關(guān)應(yīng)用中的研究現(xiàn)狀,針對特定應(yīng)用討論了濾波天線以及緊致微帶諧振單元(CMRC)濾波器和階躍阻抗環(huán)形濾波器兩種小型化濾波器的設(shè)計方法。第二,針對微波能量采集應(yīng)用,設(shè)計了一款工作頻段為2.3GHz到2.6GHz的寬帶整流天線。接收天線結(jié)合了 CMRC濾波器和寬帶U型縫微帶天線,實現(xiàn)了寬帶諧波抑制能力,二次和三次諧波頻率上的回波損耗均小于O.1dB;整流電路采用對低輸入功率敏感的二極管和微帶匹配電路,在寬帶內(nèi)具有穩(wěn)定的整流效率。第三,利用濾波天線單元改善共口徑天線的隔離,在單層介質(zhì)基片上實現(xiàn)了雙頻雙圓極化微帶天線陣列研制。采用小型化高選擇特性的濾波器和圓極化微帶貼片,實現(xiàn)了具有陡峭截止特性的濾波天線單元,然后通過微帶雙工器構(gòu)成雙頻雙圓極化單元,再利用單副并饋網(wǎng)絡(luò)擴展成陣列。濾波天線單元有效改善了不同頻率單元之間的隔離,能夠使兩個單元的工作頻率(8.6GHz/8.2GHz)之比低至1.04。以這種濾波天線作為單元研制了 16元和64元陣列,測試結(jié)果表明天線陣列在兩工作頻率上具有良好的圓極化輻射性能,交叉極化隔離良好。該設(shè)計利用濾波天線保證了良好的隔離,單層基片保證加工的精度與便利,同時濾波天線方案具有良好的可擴展性,因此具有廣泛的應(yīng)用前景。本文將濾波天線引入微波能量采集系統(tǒng)和衛(wèi)星通信系統(tǒng)中,成功設(shè)計出一款寬帶整流天線和一款雙頻雙圓極化微帶陣列天線,實現(xiàn)了特定的應(yīng)用需求,具有良好工程應(yīng)用價值。
[Abstract]:With the development of radio technology, electronic systems are developing towards low power consumption, multi-function and integration. Microwave energy acquisition and multi-function common aperture antenna have become a hot research direction. As the integrated design of antenna and filter, filter antenna has been paid more and more attention. In this paper, the design of filter antenna is studied for the rectifier antenna in microwave energy acquisition system and the dual-frequency dual-circular polarization common aperture antenna in satellite communication system. The main work is as follows: first, the research status of filter antenna and its application in related fields is described. The design methods of filter antenna, compact microstrip resonance unit (CMRC) filter and step impedance ring filter are discussed for specific applications. Secondly, a broadband rectifier antenna with 2.3GHz to 2.6GHz is designed for microwave energy acquisition. The receiving antenna combines the CMRC filter and the broadband U-shaped slot microstrip antenna to achieve broadband harmonic suppression. The return loss at the second and third harmonic frequencies is less than 0.1 dB, and the rectifier circuit uses diode and microstrip matching circuits which are sensitive to low input power and have stable rectifying efficiency in broadband. Thirdly, using filter antenna unit to improve the isolation of common aperture antenna, a dual-frequency dual-circularly polarized microstrip antenna array is developed on a single-layer dielectric substrate. A filter antenna unit with steep cutoff characteristics is realized by using a miniature filter with high selectivity and circular polarization microstrip patch. Then a dual-frequency double-circular polarization cell is constructed by a microstrip duplex and then expanded into an array by using a single-pair doubly-fed network. The filter antenna unit can effectively improve the isolation between different frequency units, and can make the ratio of operating frequency of two units as low as 1.04GHz / 8.2GHz). Using this filter antenna as a unit, 16-element and 64-element arrays are developed. The experimental results show that the array has good circular polarization radiation performance and good cross-polarization isolation at two operating frequencies. In this design, the filter antenna is used to ensure good isolation, the single-layer substrate ensures the accuracy and convenience of machining, and the filter antenna scheme has good expansibility, so it has a wide application prospect. In this paper, the filter antenna is introduced into the microwave energy acquisition system and the satellite communication system. A broadband rectifier antenna and a dual-frequency dual-circularly polarized microstrip array antenna are successfully designed, which meet the specific application requirements and have good engineering application value.
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN827

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本文編號：1800430