本文選題：微帶陣列天線(xiàn) + 圓極化　； 參考：《電子科技大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：二十世紀(jì)七十年代,隨著通信技術(shù)對(duì)低剖面天線(xiàn)的需求日益增長(zhǎng)以及微波集成技術(shù)的進(jìn)步,微帶天線(xiàn)得到了越來(lái)越多研究者的關(guān)注。微帶天體積小、重量輕,剖面薄,容易與載體表面共形,可選擇的饋電方式較多,容易實(shí)現(xiàn)圓極化、雙頻段等多種功能,可以與有源電路集成在一起,適合批量生產(chǎn),從而制造成本較低。所以,不論民用,還是軍用,微帶天線(xiàn)都得到了使用者的青睞。但是微帶天線(xiàn)也存在一些不足,如損耗大、工作頻帶寬度窄、容許功率范圍小等。本文結(jié)合實(shí)際需求,設(shè)計(jì)了一種高增益低副瓣圓極化微帶陣列天線(xiàn)。論文主要內(nèi)容如下:1、研究了微帶天線(xiàn)的基本理論和技術(shù)。包括微帶天線(xiàn)概念、類(lèi)型和結(jié)構(gòu),微帶天線(xiàn)工作原理、主要分析方法和基本參數(shù),微帶單元天線(xiàn)的饋電方式,微帶陣列天線(xiàn)的輻射特性和饋電形式,為后續(xù)的微帶天線(xiàn)設(shè)計(jì)提供了基本的理論依據(jù)。2、微帶單元天線(xiàn)設(shè)計(jì)方面,以切角方形微帶貼片作為微帶單元天線(xiàn),采用單饋法來(lái)實(shí)現(xiàn)圓極化。這種單元天線(xiàn)結(jié)構(gòu)易于對(duì)阻抗和軸比進(jìn)行調(diào)節(jié),有利于減小饋電網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度,減小饋電損耗,提高天線(xiàn)的增益。利用Ansoft HFSS軟件對(duì)微帶單元天線(xiàn)進(jìn)行了仿真優(yōu)化設(shè)計(jì),天線(xiàn)單元仿真結(jié)果表明,圓極化特性和阻抗匹配特性良好。3、微帶陣列天線(xiàn)設(shè)計(jì)方面,采用八元組陣的方式來(lái)實(shí)現(xiàn),兩個(gè)四元子陣對(duì)稱(chēng)放置。對(duì)兩個(gè)四元子陣采用等幅反相并聯(lián)饋電,即兩路信號(hào)的相位相差180°,保證了天線(xiàn)增益的最大化。四元子陣內(nèi)采用連續(xù)旋轉(zhuǎn)的并聯(lián)饋電結(jié)構(gòu),即各輻射單元相位依次相差90°,擴(kuò)展了天線(xiàn)的圓極化帶寬特性。利用Ansoft HFSS軟件,分別對(duì)陣元間距、旁瓣設(shè)計(jì)、陣列圓極化、饋電網(wǎng)絡(luò)和整個(gè)陣列天線(xiàn)進(jìn)行了仿真優(yōu)化設(shè)計(jì),滿(mǎn)足了陣列天線(xiàn)的高增益低副瓣指標(biāo)要求。4、在微帶天線(xiàn)制造與測(cè)試方面,開(kāi)展了圓極化微帶陣列天線(xiàn)加工、裝配和電氣性能測(cè)試工作。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表明,該陣列天線(xiàn)具有寬帶的阻抗特性、優(yōu)良的圓極化特性,具有高增益、低副瓣的特點(diǎn)。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與仿真結(jié)果基本一致,證明了微帶陣列天線(xiàn)的設(shè)計(jì)方法是正確的,具有一定的應(yīng)用價(jià)值。
[Abstract]:In the 1970s, with the increasing demand of communication technology for low-profile antenna and the progress of microwave integration technology, microstrip antenna has been paid more and more attention.The microstrip is small in volume, light in weight, thin in profile, easily conformal with the surface of the carrier, easy to realize circular polarization, double frequency band and so on. It can be integrated with active circuit and is suitable for mass production.Thus, the manufacturing cost is lower.Therefore, both civil and military, microstrip antenna has been favored by users.However, there are some disadvantages in microstrip antenna, such as large loss, narrow bandwidth and small allowable power range.In this paper, a high gain low sidelobe circularly polarized microstrip array antenna is designed.The main contents of this paper are as follows: 1. The basic theory and technology of microstrip antenna are studied.Including the concept, type and structure of microstrip antenna, working principle of microstrip antenna, main analysis method and basic parameters, feed mode of microstrip element antenna, radiation characteristic and feed form of microstrip array antenna,It provides the basic theoretical basis for the subsequent microstrip antenna design. In the aspect of microstrip element antenna design, the tangent square microstrip patch is used as the microstrip element antenna, and the single feed method is used to realize circular polarization.The structure of the unit antenna is easy to adjust the impedance and the axial ratio, which is helpful to reduce the complexity of the feed network, reduce the feed loss and improve the gain of the antenna.The microstrip element antenna is simulated and optimized by Ansoft HFSS software. The simulation results show that the circular polarization and impedance matching characteristics are good. In the design of microstrip array antenna, eight element array is used to realize the antenna design.Two quaternions are symmetrically placed.The two quaternions are fed in parallel with equal amplitude inverse phase, that is, the phase difference between the two signals is 180 擄, which ensures the maximum antenna gain.In the quaternion array, a shunt feed structure with continuous rotation is adopted, that is, the phase difference of each radiation unit is 90 擄in turn, which extends the characteristic of circular polarization bandwidth of the antenna.Ansoft HFSS software is used to simulate and optimize the cell spacing, sidelobe design, array circular polarization, feed network and the whole array antenna.It meets the requirement of high gain and low sidelobe of array antenna. In the manufacturing and testing of microstrip antenna, the fabrication, assembly and electrical performance testing of circularly polarized microstrip array antenna are carried out.The measured data show that the array antenna has the characteristics of wide band impedance, excellent circular polarization, high gain and low sidelobe.The measured data are in good agreement with the simulation results. It is proved that the design method of microstrip array antenna is correct and has certain application value.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TN822

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