發(fā)布時間：2020-04-09 03:05

【摘要】：W波段(75-110GHz)與低頻段相比具有結(jié)構(gòu)尺寸小、通信安全性好,因此常用于軍工保密領(lǐng)域。在W波段進行傳輸,傳統(tǒng)的微波傳輸線如金屬波導和平面微帶線有各種各樣的缺點。微帶線在W波段進行傳輸,除了加工工藝的影響,介質(zhì)損耗會變大;金屬波導在W波段傳輸性能良好,但是由于本身封閉結(jié)構(gòu)不適合復雜的電路系統(tǒng)�；刹▽�(Substrate Integrated Waveguide,SIW)綜合了兩者的優(yōu)點,且適合W波段傳輸。因而本文用SIW作為傳輸線設(shè)計W波段陣列天線。高隔離度SIW陣列天線的整機模塊分為兩個部分:SIW陣列天線和電磁帶隙(EBG)。SIW陣列天線部分包括接收天線和發(fā)射天線,接收天線和發(fā)射天線結(jié)構(gòu)完全相同是一個8×12縫隙輻射陣列。設(shè)計天線整機模塊分為兩個步驟:1、設(shè)計收發(fā)SIW陣列天線,2、設(shè)計電磁帶隙(EBG)。其中,收發(fā)SIW陣列天線設(shè)計包括單根SIW天線,SIW陣列天線輻射部分和饋電部分兩個設(shè)計流程。具體步驟如下:1、設(shè)計單根SIW天線。在單根SIW的上表面開取縫隙12個縫隙,運用泰勒口徑分布的綜合方法確定各個縫隙的輻射電壓電平,再經(jīng)過等效電路模型轉(zhuǎn)換為歸一化導納的分布。提取單根SIW縫隙的電參量,尋找縫隙偏離中心的距離(偏心距)與諧振長度和歸一化導納分布的函數(shù)關(guān)系,由此得出歸一化導納分布對應縫隙的偏心距X和諧振長度lr。最后,仿真單根SIW天線驗證提取電參量的精度和準確性。2、SIW陣列天線的輻射部分和饋電部分。8根SIW天線等間距組成SIW陣列天線的輻射部分,SIW樹狀功分器為SIW陣列天線的饋電部分。原本已經(jīng)提取的電參量數(shù)據(jù)因為沒有考慮SIW天線之間的縫隙耦合作用需要再次提取電參量進行修正。本文設(shè)計5×6小型陣列模型再次提取有源導納參數(shù),再次得到縫隙偏心距、縫隙諧振長度和有源導納三者之間的關(guān)系,確定SIW陣列天線輻射部分縫隙的偏心距X和諧振長度lr。為了實現(xiàn)SIW陣列天線輻射部分正常饋電,設(shè)計SIW結(jié)構(gòu)的1分8相位平衡不等分功分器作為饋電部分�？紤]到天線測試和實際使用,設(shè)計標準波導到SIW的垂直過渡結(jié)構(gòu)。最后,將SIW陣列天線輻射部分、饋電部分,垂直過渡結(jié)構(gòu)三個部分銜接進行整體仿真。3、針對收發(fā)天線的隔離度,設(shè)計蘑菇型EBG結(jié)構(gòu)。將收發(fā)SIW陣列天線隔離度提到55dB。加工并測試基片集成波導陣列天線模塊,比較仿真和測試的結(jié)果。
【圖文】：

圈１－２邋Ｌｉ邋Ｙａｎ設(shè)計的天線逡逑圖１－２設(shè)計的４ｘ４縫隙陣天線陣列，天線輻射部分通過計算開縫方便位置和尺寸，所以影響陣列進－步發(fā)展是天線饋電部分的設(shè)計效果９早波導提出之初就是運用在天線的饋電部分》根據(jù)陣列天線綜合理論，端般需要在＾個頻段甚至是多個頻段保持穩(wěn)定的幅度差；在輸出的相位線輻射部分一般饋電渡Ｕ處在一個水平線上，各端口滿足一定相移輸，Ｈ而，運用基片集成波導設(shè)計陣列天線一般保持饋電端口Ｍ相位或是入。國內(nèi)在這方面進行深入研究的有東南大學、電子科技大學等單位。２南大學的ＨａｉｆｎｅｇＸｕ等設(shè)計了給４ｘ８、８ｘ８、１６ｘ１６縫隙陣天線福射部構(gòu)，如圖１－３所示。逡逑１７邐１６邐１５邐１４邐１３邐１２邋ｌｌｉ邋ＩＯ邋９邋Ｈ邋７邐６邐５邐４邐３邐２逡逑

逡逑８個數(shù)字標定，其中１端口為輸入，與圖１－３饋電部分不同，所有輸出端口同相輸逡逑出《實際上，圖１－３饋電部分由３類１分２的Ｔ型結(jié)級聯(lián)成的．圖１－３和圖１－４是逡逑基片集成波導結(jié)構(gòu)兩類常見的天線饋電部分。逡逑圖１－４文獻［８］設(shè)計的饋電部分逡逑基片集成波導結(jié)構(gòu)在圓極化天線設(shè)計方面也有廣泛用途。在基片集成波導上．逡逑表面開縫形式靈活多樣，，設(shè)計出的天線功能豐富，頻段，軸比等均能根據(jù)項目協(xié)議逡逑設(shè)計滿足不同場合的實際需要＊圖１－５＾和圖是兩款基片集成波導圓極化天逡逑線，前者圓極化軸比為１．９５ｄＢ，后者為２．５ｄＢ。逡逑．邐１－邋－邋Ｍ逡逑|r邐？S緬�？逦？辶x�？邋＊ｉ邋？邋？邋＿邋？逦？邋？逦？？]垮�？悙辶x稀觥齜睿�？|r？■？？？＊？？■？■S茫擼�？↓b選觶縎肧茫�？？？？？？∮z縎�？？参辶x希蓿觶危ⅲ鄭義賢跡保滴南祝郟梗萆杓圃布煜呤滴镥義希懾逕馘�，逦邋／／逦邋邋／／逦，逦１｜辶x希希希希希希希穡希希希希希希緬澹懾澹澹懾澹猓希希希希希希茫蓿希希希希希茫歟儒濉鰣澹穡希希希希希穡蓿模希希希希希希襄澹繡澹澹錚錚錚錚錚錚镥義希紓裕卞義希。還沐澹潁椋劍蕖保櫻體澹蹋殄澹剩戾澹掊危苠澹卞澹懾澹族危蹋蹋劍保劍剩卞澹藻義希希襄澹希瘢蓿蓿蓿剩蓿眩希希眩眩希穡歟幔希希眩穡媯穡希襄澹希希繡澹希希繡澹眩

本文編號：2620198