射頻前端是第五代移動通信（Fifth Generation Mobile Communication,5G）及現(xiàn)代雷達探測系統(tǒng)中舉足輕重的一環(huán)。為解決傳統(tǒng)通信系統(tǒng)中單元器件個數(shù)多、體積大、損耗高等問題,射頻前端關鍵性器件正向功能融合方向快速發(fā)展。此外,提高通信系統(tǒng)的電磁兼容性成為優(yōu)化系統(tǒng)、保障系統(tǒng)穩(wěn)定的基石。本文聚焦于射頻前端功能融合器件設計,并針對通信系統(tǒng)隱身及多輸入多輸出（Multiple-input Multiple-output,MIMO）天線去耦等電磁兼容問題進行探索研究。具體工作內(nèi)容包括:（1）針對多系統(tǒng)兼容衛(wèi)星導航系統(tǒng),設計兩款功能融合的圓極化接收天線。提出一款多模融合的寬帶四臂螺旋天線（Quadrifilar Helix Antenna,QHA）,不需引入額外的枝節(jié)或寄生輻射臂,直接通過改變輻射臂上縫隙的位置就可改變兩個諧振點之間的距離,進而設計出寬帶、半功率波束寬度（Half Power Beam Width,HPBW）寬、諧振頻率獨立可調(diào)的圓極化QHA;設計一款低剖面的圓極化微帶天線（Circularly Polarized Microstrip Antenna,C... 

【文章來源】：北京郵電大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－１天線的美學與重要性??－１?－??

ｓｔｅｍ）、俄羅斯的?ＧＬＯＮＡＳＳ?（Ｇｌｏｂａｌ?Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ?Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ?Ｓｙｓｔｅｍ），歐??盟的?Ｇａｌｉｌｅｏ、日本的“準天頂衛(wèi)星導航系統(tǒng)（ＱＺＳＳ，Ｑｕａｓｉ－Ｚｅｎｉｔｈ?Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ?Ｓｙｓｔｅｍ）”、??印度的“印度區(qū)域?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（ＩＲＮＳＳ，Ｉｎｄｉａｎ?Ｒｅｇｉｏｎａｌ?Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ?Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ??Ｓｙｓｔｅｍ）”以及我國的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)（ＢＤＳ，ＢｅｉｄｏｕＮａｖｉｇａｔｉｏｎ?Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ?Ｓｙｓｔｅｍ），??如圖１－２所示。??圖１－２北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)Ｐ］??相較于單一的衛(wèi)星導航系統(tǒng)，增加同一地區(qū)空間內(nèi)的可見衛(wèi)星數(shù)量可以使定??位精度、可靠性、安全性、連續(xù)性、效率大幅提高，這導致多系統(tǒng)兼容導航成為??未來衛(wèi)星導航發(fā)展的趨勢，因此在各種固定和移動終端中迫切需要多系統(tǒng)兼容的??接收天線。精確的實時定位需要接收天線具有寬波束特性［４］，這樣天線可以最大??限度地覆蓋多個衛(wèi)星信號；另外，窄帶天線已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代無線通信中數(shù)據(jù)傳??輸量大、速率高的需求，并且隨著認知無線電和智能調(diào)節(jié)器件的發(fā)展，多頻／寬帶??天線除了滿足這些需求外，更有助于系統(tǒng)向智能化的方向發(fā)展［５］；最后，應用于??衛(wèi)星導航系統(tǒng)中的天線還需要具有圓極化特性，用于抑制雨霧干擾、削弱法拉第??旋轉(zhuǎn)效應并避免極化失配［６＿８］。因此，本文第二章針對多系統(tǒng)兼容的衛(wèi)星導航系??統(tǒng)對寬帶ＱＨＡ天線、寬帶ＣＰＭＡ及其饋電網(wǎng)絡進行研宄。??區(qū)別于提高天線性能的傳統(tǒng)方法，如增加介質(zhì)板的厚度來提高天線帶寬，新??型電磁表面作為物理學、材料學與電磁學等各研究領域交叉融合的產(chǎn)物，可極大??助力通信系統(tǒng)前端高性能

第一章緒論??隱身層［２２］等新型電磁器件和系統(tǒng)應用。隨著相關研宄的不斷深入與發(fā)展，”界面??電磁學［２３］＂，這一新的研宄領域逐漸浮現(xiàn)水面。??ＯＤ?ＩＤ?２Ｄ?３Ｄ??Ｃｉｒｃｕｉｔ?Ｔｈｅｏｒｙ?Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ?Ｓｕｒｆａｃｅ?ＥＭ?Ｇｅｎｅｒａｌ?ＥＭ??Ｌｉｎｅ?Ｔｈｅｏｒｙ?Ｔｈｅｏｒｙ?Ｔｈｅｏｒｙ??圖１－３界面電磁學的定位［２３］??如圖１－３所示，清華大學微波與天線研宄所的楊帆教授對界面電磁學進行了??定位，將包含Ｒ、Ｌ、Ｃ的電路理論歸為０維，傳輸線理論歸為１維，界面電磁??學歸為２維，通用電磁場理論歸為３維。目前的電路理論、傳輸線理論以及通用??電磁場理論已經(jīng)相當完備，而對２維界面電磁學的理論尚不完備。每個研宂領域??一旦確立了理論基礎，其發(fā)展速度、規(guī)模以及影響力都將是爆炸式的，所以２維??界面電磁學的重要性難以低估。??＿?相位?廣義反／折射??／Ｉ，?ｓｉｎ?ｔｔ，?ｓｉｎ?０，??￣ｒ￣ｒｎ??ｒ??１６００＇￥?１９７０＇ｓ?２０００＇ｓ?２０１０＇ｓ??均勻界而?Ｍｌ期性界而?準周期界而??圖界面電磁學的發(fā)展［２３】??圖１－４展示了界面電磁學從均勻界面到周期性界面，再到準周期界面三個重??要的發(fā)展階段。第一階段的斯浬爾定律揭示了當光波從一種介質(zhì)傳播到另一種具??有不同折射率的介質(zhì)時，會發(fā)生折射現(xiàn)象。２０世紀７０年代開始，研宄人員通過??在介質(zhì)表面上引入周期性結(jié)構，對電磁波的幅度進行調(diào)控。這一類型的設計可以??對不同頻率下的電磁波產(chǎn)生濾波器效應，因而被稱為ＦＳＳ。２１世紀伊始，研宄人??員對電磁波的調(diào)控拓展到相位層面，在金屬地上引入周期性結(jié)構，在

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于界面電磁學的新型相控陣天線[J]. 楊帆,許慎恒,劉驍,楊雪,潘笑天,王敏,肖鈺,李懋坤.  電波科學學報. 2018(03)
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[3]基于單層反射超表面的寬帶圓極化高增益天線設計[J]. 李唐景,梁建剛,李海鵬.  物理學報. 2016(10)
[4]基于偶極子陣列的Rasorber設計研究[J]. 肖紹球,尚玉平.  微波學報. 2014(S1)

博士論文
[1]基于頻率選擇表面的空間電磁波調(diào)控與應用技術研究[D]. 徐陽.中國科學院大學(中國科學院長春光學精密機械與物理研究所) 2018

碩士論文
[1]超寬帶電路模擬雷達波吸收器的設計及其應用研究[D]. 陳建霖.西南交通大學 2018



本文編號：3362567