本文關(guān)鍵詞：基于基片集成波導饋電的寬帶Vivaldi天線研究

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【摘要】：軍事領(lǐng)域、定位系統(tǒng),乃至民用通信方面,當代微波天線領(lǐng)域?qū)︻l帶寬度的要求越來越高。Vivaldi天線是一種應用日益廣泛的行波天線,它的漸變型喇叭口輻射結(jié)構(gòu)使其在理論上具有無限寬的工作帶寬,這對于現(xiàn)代無線電通信、定位技術(shù)、軍用雷達技術(shù)等多個方面都有著非常重要的作用�？梢詾閂ivaldi天線饋電的結(jié)構(gòu)有很多,最常見的微帶槽線巴倫在較寬的頻帶內(nèi)具有良好的傳輸及阻抗匹配特性,但是隨著頻率的升高,微帶槽線巴倫的結(jié)構(gòu)特點導致了巴倫本身消耗的能量越來越大,天線獲得的能量逐漸減少,因而天線在高頻段的增益下降。矩形波導具有功率容量大、衰減小的特點,是射頻微波中使用頻率較高的器件之一。但是在平面集成電路廣泛應用的今天,矩形波導卻因為其非平面化結(jié)構(gòu)存在一定的應用盲區(qū)�；刹▽�(Substrate Integrated Waveguide,SIW)正是為了克服這種不足,而被提出的一種毫米型慢波器件。它和傳統(tǒng)矩形波導(Rectangular Waveguide,RG)有極其相似的特性,都包括品質(zhì)因數(shù)高和功率容量大等優(yōu)勢。除此之外SIW還具有重量較輕、體積小、設計簡單、成本低廉、易于集成等優(yōu)點,有著廣闊的應用前景。正是因為上述特點,本文以SIW為基礎,設計了一種新型饋電巴倫,旨在改善Vivaldi天線高頻增益。本文在前人的研究基礎之上,做的工作如下:首先利用基片集成波導技術(shù)設計并仿真了一個低損耗、具有良好傳輸特性和帶內(nèi)匹配特性的SIW-微帶饋電巴倫,針對微帶與SIW過渡部分的梯形漸變線進行重點設計,其工作頻帶為6GHz-10GHz;并將之與工作頻段相同的傳統(tǒng)微帶-槽線饋電巴倫的性能進行對比,分析其各個重要參數(shù)對巴倫駐波比、傳輸常數(shù)和反射常數(shù)的影響。其次分別為兩種饋電巴倫設計加載與其結(jié)構(gòu)形式相匹配的Vivaldi天線;其中基片集成波導-微帶饋電巴倫后加載對踵Vivaldi天線(Antipodal Vivaldi Antenna,AVA),微帶-槽線饋電巴倫后加載傳統(tǒng)的Vivaldi天線(Vivaldi Antenna)。利用軟件仿真后對兩種天線結(jié)構(gòu)的性能參數(shù)對比分析,得出SIW-微帶巴倫在對Vivaldi天線饋電時,相較于傳統(tǒng)微帶-槽線巴倫,在高頻頻段能夠明顯的提高天線增益,并保持其他指標依舊良好。在SIW-微帶巴倫饋電的Vivaldi天線性化優(yōu)化方面,分析了Vivaldi結(jié)構(gòu)參數(shù)對天線的影響。最后對本文設計的SIW-微帶饋電巴倫及其加載對踵Vivaldi天線這兩個模型加工實物并測試S參數(shù)。
【關(guān)鍵詞】：SIW 饋電巴倫 Vivaldi天線 梯形漸變線
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN820
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符號對照表11-12
• 縮略語對照表12-15
• 第一章 緒論15-21
• 1.1 課題的來源及研究意義15-16
• 1.2 Vivaldi天線特點簡介16
• 1.3 基片集成波導技術(shù)簡介16-17
• 1.4 饋電巴倫介紹17-19
• 1.5 本文的主要工作和內(nèi)容安排19-21
• 第二章 寬帶Vivaldi天線21-37
• 2.1 Vivaldi天線的研究21-28
• 2.1.1 Vivaldi天線的研究背景21-22
• 2.1.2 Vivaldi天線的相關(guān)理論22-25
• 2.1.3 Vivaldi天線的發(fā)展25-28
• 2.2 超寬帶技術(shù)28-30
• 2.3 超寬帶天線介紹30-32
• 2.3.1 超寬帶天線的發(fā)展史30-31
• 2.3.2 常見的超寬帶天線特點分析31-32
• 2.4 超寬帶巴倫32-37
• 第三章 基片集成波導結(jié)構(gòu)37-47
• 3.1 基片集成波導介紹37
• 3.2 SIW結(jié)構(gòu)分析37-41
• 3.2.1 SIW的傳輸模式38
• 3.2.2 金屬過孔及其等效電路38-39
• 3.2.3 SIW與矩形波導等效39-41
• 3.3 SIW結(jié)構(gòu)參數(shù)41-47
• 3.3.1 SIW的參數(shù)41-42
• 3.3.2 SIW腔體結(jié)構(gòu)若干參數(shù)42-47
• 第四章 SIW-微帶饋電巴倫設計47-69
• 4.1 基片集成波導-微帶線饋電巴倫47-60
• 4.1.1 矩形波導簡介47-48
• 4.1.2 SIW與矩形波導的轉(zhuǎn)換48-49
• 4.1.3 一種基片集成波導的設計及仿真49-51
• 4.1.4 基片集成波導與微帶線間梯形漸變線理論分析51-56
• 4.1.5 一種SIW-微帶饋電巴倫的設計仿真56-60
• 4.2 微帶槽線饋電巴倫60-65
• 4.2.1 微帶線結(jié)構(gòu)簡介60-63
• 4.2.2 槽線結(jié)構(gòu)介紹63
• 4.2.3 微帶-槽線饋電巴倫的設計及仿真63-65
• 4.3 兩種饋電巴倫的性能比較65-66
• 4.4 SIW-微帶饋電巴倫實測66-69
• 第五章 基于SIW-微帶饋電巴倫的Vivaldi天線設計69-81
• 5.1 基于基片集成波導-微帶饋電巴倫的Vivaldi天線設計69-75
• 5.2 基于傳統(tǒng)微帶-饋電巴倫的Vivaldi天線設計75-77
• 5.3 兩種饋電巴倫下天線特性對比分析77-78
• 5.4 基于SIW-微帶巴倫饋電的Vivaldi天線實測78-79
• 5.5 小結(jié)79-81
• 第六章 結(jié)論與展望81-83
• 參考文獻83-87
• 致謝87-89
• 作者簡介89-90

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

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本文編號：607747