【摘要】：縫隙天線是在波導(dǎo)上有規(guī)律地開縫而形成的天線形式,當(dāng)縫隙形成陣列后易得到較高的增益和窄波束。基片集成波導(dǎo)完成了從非平面結(jié)構(gòu)向平面結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換,既具有矩形波導(dǎo)品質(zhì)因數(shù)高、又具有微帶體積小、成本低的特點。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展,天線研究逐漸從低頻段向高頻段和毫米波段發(fā)展,傳統(tǒng)的微帶天線結(jié)構(gòu)應(yīng)用于毫米波頻段時天線效率不高,以基片集成波導(dǎo)為基礎(chǔ)的基片集成波導(dǎo)縫隙天線具有高效率、低成本、重量輕等特性,受到了越來越多地關(guān)注,具有廣泛應(yīng)用在雷達(dá)、導(dǎo)航、探測、輸能等方向巨大潛力。本論文針對w波段高效率基片集成波導(dǎo)縫隙陣列天線開展研究,完成了線極化和圓極化高效基片集成波導(dǎo)縫隙陣列天線優(yōu)化設(shè)計和實驗驗證。本文主要工作如下:1.W波段SIW線極化縫隙天線陣的研究:設(shè)計了一個4×4基片集成波導(dǎo)線極化縫隙天線陣列,在對縫隙天線進行設(shè)計前首先對基片集成波導(dǎo)的設(shè)計原則進行了探討。對于線極化縫隙天線的研究主要分為輻射縫隙天線和耦合縫隙天線兩部分。輻射縫隙天線采用波導(dǎo)寬壁縱向偏移縫隙,此類縫隙類似于等效電路中的并聯(lián)導(dǎo)納,能將能量從縫隙中較好的輻射出去。耦合縫隙天線采用波導(dǎo)寬壁中心傾斜縫隙,此類縫隙類似于等效電路中的串聯(lián)阻抗,可用于對天線結(jié)構(gòu)進行饋電。通過三維模擬仿真軟件對上述天線結(jié)構(gòu)進行了設(shè)計優(yōu)化,得到當(dāng)工作頻率為94 GHz時,線極化SIW縫隙天線陣的反射系數(shù)為-30.1 dB,天線增益為16.8 dB,天線結(jié)構(gòu)副瓣電平為19.5 dB,半功率波束寬度為38°。2.W波段SIW圓極化縫隙天線陣的研究:對于線極化天線而言,一旦接收方向與天線的發(fā)射方向不一致,能量會有很大的損耗,在實際應(yīng)用中會有較大限制。因此本篇文章在天線輻射層之上,安裝了一層圓極化對稱振子,通過改變電場相位和電場方向形成圓極化波,通過仿真優(yōu)化得到圓極化SIW縫隙天線陣在92.9 GHz時有最小反射系數(shù)-32.5 dB,天線的-10 dB帶寬約3 GHz。當(dāng)工作頻率為94 GHz時,圓極化天線的增益為16.65 dB,副瓣電平為12.6 dB,半功率波束寬度為80°,圓極化天線的軸比為1.1 dB。3.過渡結(jié)構(gòu)的設(shè)計和天線實物加工實驗:為了完成從基片集成波導(dǎo)結(jié)構(gòu)到標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)的轉(zhuǎn)換,本篇文章設(shè)計了一個過渡結(jié)構(gòu)與天線進行連接,對過渡結(jié)構(gòu)進行仿真后發(fā)現(xiàn)最后對天線實物進行了實驗驗證和分析。
【學(xué)位授予單位】：中國工程物理研究院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN823.24;TN25
【圖文】：

逑器件，我們實現(xiàn)了微波信號天線在不同單元的幅度加權(quán)，形成了多個波束，是波束成逡逑形網(wǎng)絡(luò)的重要實現(xiàn)手段［５４］。圖１．４與圖１．５分別為巴特勒矩陣和羅特曼透鏡的結(jié)構(gòu)逡逑圖。逡逑ａ邐ｉ逡逑一電—橋邋＿丨邋ｉ．＾邋ｉ邋電橋邋ｉ邋電橋．邐％逡逑ｉ？＜邋�。义希綦姌颍姡姌颍澹赏蜆颍姡姌蜻姡蝈澹薄婂澹保澹卞澹撸凛斿X逡逑３＇？邋；＇邋ｓ＾Ｔｅ邋＾ＴＴ：邐虛b嗯潿絲阱義賢跡保窗吞乩站卣蠊乖戾甕跡保德尢羋婦的誆拷峁雇煎義銜聳迪指咴鎏煜擼嗣強悸橇碩嘀滯揪叮緗殘翁霸卦誚鶚粼滄督巧襄義希郟梗藎欽庵紙峁溝吶酌娼細(xì)擼叨冉詠桓鱟雜煽占洳ǔ�，不适合集成哉娏米波系蜎_義現(xiàn)校歡⒋偷嫉縲癡窕旌咸煜哂捎誚峁垢叢櫻枰摯圃燁偷緗櫓示靛義咸逶僮樽捌鵠矗岣吡酥圃旃ひ眨郟桑牽藎誨澹疲幔猓潁穡澹潁錚羥惶煜咝閱芰己�，但它的结构包含三辶x喜糠鄭呵度朧角煜擼仄矯媯桓齜瓷涿媯歡飧黿峁茍雜詰仄矯婧頭瓷涿嬤義霞淶母叨群苊舾校峁咕�，不适乎r導(dǎo)視τ茫郟保保蕁４聳笨悸遣ǖ擠煜短煜擼捎誆ǖ煎義戲煜短煜卟喚鼉哂刑寤�、重翚め等又Z�，且能同时秷Aǖ冀欣〉綰頭洌閿諦五義銑山舸盞奶煜囈峁�。将焉�(zhǔn)際鹺頭煜短煜囈岷顯諞黃鶚

本文編號：2743836