【摘要】：當(dāng)代通訊技術(shù)在移動(dòng)通信領(lǐng)域和軍事領(lǐng)域的飛速發(fā)展,對(duì)新一代天線技術(shù)提出了更多創(chuàng)新型的解決方案要求。天線設(shè)計(jì)者面臨的共同挑戰(zhàn)是在保持所需輻射特性的同時(shí),進(jìn)一步加快新型天線形式的研究,對(duì)現(xiàn)有移動(dòng)通信領(lǐng)域和軍事領(lǐng)域的問(wèn)題提供優(yōu)良的解決方案,已經(jīng)迫在眉睫。通訊技術(shù)領(lǐng)域的天線,往往對(duì)增益、剖面、重量等參數(shù)有明確的指標(biāo)要求;軍事技術(shù)領(lǐng)域的規(guī)定更為嚴(yán)格,還需考慮天線是否具有射頻隱身、能否在不規(guī)則曲面進(jìn)行共形的特性。傳統(tǒng)的解決方案中,采用的大多是反射面天線、陣列天線、平面反射陣等,但他們各有利弊;隨著不斷的創(chuàng)新和改進(jìn),人工調(diào)制阻抗表面因具有剖面低、容易賦形、饋電簡(jiǎn)單、能夠很好的控制極化方式和輻射方向等特點(diǎn)脫穎而出,得到了國(guó)內(nèi)外科學(xué)家的強(qiáng)烈關(guān)注與研究,成為了當(dāng)下主流的研究方向。本文中所研究的人工調(diào)制阻抗表面天線是光學(xué)全息天線在微波毫米波領(lǐng)域應(yīng)用的一個(gè)分支,其分析與設(shè)計(jì)基于國(guó)內(nèi)外大量的研究成果而成文。具體來(lái)說(shuō),文章采用MATLAB 2017b與Ansoft HFSS 15.0進(jìn)行聯(lián)合仿真,首先具體的說(shuō)明了光學(xué)全息原理在亞毫米波波段的實(shí)現(xiàn)機(jī)理,分析了表面波到漏波的轉(zhuǎn)化原理,闡述了周期調(diào)制漏波天線的實(shí)現(xiàn)方式。接著按照理論說(shuō)明、實(shí)現(xiàn)步驟、具體操作及仿真分析4部分依次對(duì)標(biāo)量人工阻抗調(diào)制表面、共形人工阻抗調(diào)制表面、張量人工調(diào)制阻抗表面三種全息天線進(jìn)行了從原理到實(shí)現(xiàn)的整體實(shí)現(xiàn)流程。首先,標(biāo)量阻抗調(diào)制表面饋電網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)單,可將表面波轉(zhuǎn)化為漏波輻射到空間中去,并獲得較高的增益,這部分不僅利用HFSS的本征模求解,提取了標(biāo)量阻抗表面的單元阻抗,構(gòu)建了標(biāo)量阻抗表面天線,還講述了多種提取表面阻抗的不同方法,最終完成了一款中心頻率在10GHz,出射角度為43°,增益約23dBi的標(biāo)量人工阻抗表面天線。其次,利用共形人工阻抗表面天線能夠?qū)θ肷洳ㄟM(jìn)行重定向,從而控制出射波束方向的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了一款工作在10GHz,峰值增益出射方向?yàn)?°,大小為18.43dBi的共形人工阻抗表面天線,這部分不僅率先在國(guó)內(nèi)目前公開(kāi)的文獻(xiàn)中介紹了將三維條帶轉(zhuǎn)換為二維矩形網(wǎng)格的方法,而且對(duì)阻抗調(diào)制過(guò)程中三維坐標(biāo)系與二維坐標(biāo)系之間的關(guān)系進(jìn)行了說(shuō)明,利用展開(kāi)平面變量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,最終得到共形阻抗表面的調(diào)制公式。再次,因?yàn)閺埩咳斯ぷ杩贡砻婵梢酝ㄟ^(guò)對(duì)單元結(jié)構(gòu)進(jìn)行各向異性處理,靈活的控制表面的極化方式,基于此介紹了PATEL提取張量阻抗單元的等效電路法,并設(shè)計(jì)了一款中心頻率在9.83GHz,在47°方向上峰值增益達(dá)到18.5dBi的LHCP張量阻抗表面。通過(guò)閱讀本文,可以使后來(lái)者快速了解并學(xué)習(xí)到目前國(guó)際上關(guān)于人工阻抗調(diào)制表面較為先進(jìn)的理論及研究方式,為后來(lái)者提供了良好的借鑒平臺(tái)。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TN823.27
【圖文】：

但解釋其設(shè)計(jì)過(guò)程的文獻(xiàn)寥寥無(wú)幾。此外，因此它們需要由諸如喇叭天線或波導(dǎo)縫隙的單獨(dú)輻射的解決方案是直接饋電�？p隙平板波導(dǎo)已廣泛用作漏造和饋電，然而，它們無(wú)法獨(dú)立的控制相位和衰減常數(shù)息結(jié)構(gòu)的改進(jìn)與研究，相繼采用不同的結(jié)構(gòu)形式，在人出成果[19] -[24]。左）模擬等效表面阻抗，使用微波全息技術(shù)實(shí)現(xiàn)阻抗圖（右）

a) 采用結(jié)構(gòu)單元（左）模擬等效表面阻抗，使用微波全息技術(shù)實(shí)現(xiàn)阻抗圖（右），全息表面（中(b) 左：?jiǎn)螛O子天線饋電的全息阻抗表面，右：共形人工阻抗表面圖 1. 1 Sievenpiper 團(tuán)隊(duì)提出的人工阻抗表面及柱面共形示意圖

西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文[25]，D. M. Sazonov 為全息天線的設(shè)計(jì)引入了 CAD 的機(jī)輔解決Le vis 等人提出了用離散短條代替連續(xù)圓弧設(shè)計(jì)偶極子全息天]，Sooriyadevan 學(xué)者對(duì)這一結(jié)構(gòu)提出了優(yōu)化方法。2004 年[28波作為全息天線的饋電網(wǎng)絡(luò)，抑制了副瓣增益，并提高了耦合rian 等人設(shè)計(jì)的全息天線比微帶天線原有性能更優(yōu)，并設(shè)計(jì)了]，如圖 1.3 所示。

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本文編號(hào)：2781512