【摘要】：隨著無線通信系統(tǒng)和雷達技術(shù)的不斷發(fā)展,對天線的增益、頻帶、帶寬等性能提出了越來越高的要求。研究者先后提出了基于不同結(jié)構(gòu)的天線,如波導(dǎo)天線、微帶天線、介質(zhì)集成波導(dǎo)天線等。本論文基于新型介質(zhì)集成懸置線結(jié)構(gòu),利用其低損耗和自封裝等優(yōu)點,提出并設(shè)計了不同種類的介質(zhì)集成懸置線天線及陣列,針對如何提高增益、擴展帶寬、增加頻帶、實現(xiàn)小型化等方面做了深入研究及分析,主要研究工作如下:提出了高增益介質(zhì)集成懸置線天線。設(shè)計了一種自封裝的介質(zhì)集成懸置線八木天線,引入懸置線-槽線過渡結(jié)構(gòu),利用空腔耦合,減小損耗;采用蝶形輻射振子,降低諧振頻率和增加帶寬。設(shè)計了一種結(jié)構(gòu)簡單尺寸較小的介質(zhì)集成懸置線漏波天線,采用非對稱饋電結(jié)構(gòu),激勵起第一高次模;運用錐形漸變輻射貼片,降低后瓣輻射和達到阻抗匹配,進一步提高增益。提出了寬頻帶介質(zhì)集成懸置線天線及陣列。本論文設(shè)計了三種天線及陣列,通過增加諧振點來擴展帶寬,但實現(xiàn)形式各不相同。首先,設(shè)計了一種用于24GHz車載雷達的背腔縫隙天線及陣列,采用縫隙耦合饋電,通過加載蝶形槽和矩形環(huán)槽來產(chǎn)生不同的諧振點,進而增加帶寬;采用差分饋電網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)16單元陣列。其次,設(shè)計了一種用于WLAN的介質(zhì)集成懸置線堆疊天線及陣列,通過在輻射貼片和饋線之間加金屬通孔來產(chǎn)生一個諧振點,引入加載縫隙的寄生貼片來產(chǎn)生另一個諧振點,再加上由加載U型槽的輻射貼片產(chǎn)生的諧振點,因此達到擴展帶寬的目的;饋電網(wǎng)絡(luò)中引入微帶-槽線-懸置線的過渡產(chǎn)生180°的相差,進而實現(xiàn)8單元的天線陣列。最后,設(shè)計了一種圓極化介質(zhì)集成懸置線堆疊天線及陣列,在輻射貼片中加載風(fēng)車型槽來產(chǎn)生正交模式和兩個諧振點,引入寄生貼片和方環(huán)貼片來改善阻抗匹配和圓極化特性;饋電網(wǎng)絡(luò)采用順序旋轉(zhuǎn)饋電方式且引入微帶-槽線-懸置線的過渡,進而實現(xiàn)4單元的圓極化天線陣列。提出了多頻帶介質(zhì)集成懸置線天線。設(shè)計了一種用于WLAN的雙頻帶介質(zhì)集成懸置線天線,利用介質(zhì)集成懸置線的多層結(jié)構(gòu),通過在不同層引入啞鈴型環(huán)條帶和開矩形槽,進而在不減小增益的情況下實現(xiàn)雙頻帶;為了進一步增加頻帶數(shù)目,設(shè)計了一種三頻帶多模式介質(zhì)集成懸置線堆疊天線,在天線中引入階梯阻抗諧振器概念,加入兩個L型枝節(jié)于天線結(jié)構(gòu)最上層,產(chǎn)生另外兩個模式,進而產(chǎn)生兩個低頻帶;高頻帶由加載U型槽的輻射貼片產(chǎn)生,因此天線實現(xiàn)了三頻帶。此外,提出了小型化介質(zhì)填充介質(zhì)集成懸置線天線。本文設(shè)計了一種背腔式介質(zhì)諧振天線,將介質(zhì)懸置線結(jié)構(gòu)中的一個空氣腔填充高介電常數(shù)介質(zhì),另一個空氣腔作為背腔且對天線的諧振點有較大影響,研究了背腔高度與諧振點之間的關(guān)系;為了進一步降低諧振點,在高介電常數(shù)介質(zhì)上方引入金屬化十字型枝節(jié),進而減小了天線尺寸,且該介質(zhì)諧振天線具有自封裝的特性。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN823

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本文編號：2605798