本文主要研究了基于平板波導(dǎo)色散特性的透鏡天線,采用部分介質(zhì)填充平板波導(dǎo)和周期槽平板波導(dǎo),在毫米波頻段分別設(shè)計了變形龍伯透鏡和平面透鏡,實現(xiàn)了一維扇形波束電子切換掃描。同時,通過將多個變形龍伯透鏡天線上下堆疊組成一維相控陣,實現(xiàn)了可在水平面和垂直面進行二維波束掃描的透鏡天線陣列。另外,本文也研究了基于石墨烯的電控特性的波束掃描技術(shù)。具體研究內(nèi)容如下:1.研究了一維波束掃描變形龍伯透鏡天線,通過切換激勵水平面饋源,在水平面實現(xiàn)了毫米波頻段的寬角波束掃描。這種方案使得水平面的饋源天線間距不受半波長的限制,饋源天線單元及其收發(fā)組件可以采用扇形展開分布,從而給天線單元及收發(fā)組件的安裝帶來了極大的方便,大大降低了天線的復(fù)雜性和實現(xiàn)難度,提高了天線的可靠性。2.研究了二維波束掃描變形龍伯透鏡天線陣列,通過切換激勵水平面饋源和調(diào)整垂直面透鏡天線單元的幅度和相位,在水平面和垂直面實現(xiàn)了毫米波頻段的寬角波束掃描。這種方案只在垂直面采用相控陣掃描,而在水平面則采用開關(guān)切換掃描,相比于傳統(tǒng)相控陣,大幅減少了移相器的數(shù)目,并縮短了校準的時間。同時,研究了模塊化二維波束掃描變形龍伯透鏡天線陣列。整個水平饋源陣列被...

【文章頁數(shù)】：116 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 毫米波的優(yōu)勢及挑戰(zhàn)
    1.2 太赫茲和石墨烯的優(yōu)勢及挑戰(zhàn)
    1.3 波束掃描天線的主要類型
    1.4 波束掃描透鏡天線的研究進展
        1.4.1 均勻折射率透鏡天線
        1.4.2 漸變折射率透鏡天線
        1.4.3 人工電磁材料透鏡天線
    1.5 基于石墨烯的波束掃描技術(shù)
    1.6 本文的主要研究內(nèi)容和章節(jié)安排
第2章 一維波束掃描變形龍伯透鏡天線
    2.1 引言
    2.2 透鏡天線結(jié)構(gòu)和原理分析
        2.2.1 透鏡天線結(jié)構(gòu)
        2.2.2 透鏡射線追蹤分析
    2.3 透鏡天線仿真和測試
        2.3.1 線性漸變槽天線單元與陣列
        2.3.2 單波束透鏡天線仿真和測試
        2.3.3 水平掃描透鏡天線仿真和測試
    2.4 本章小結(jié)
第3章 二維波束掃描變形龍伯透鏡天線陣列
    3.1 引言
    3.2 透鏡天線結(jié)構(gòu)和原理分析
        3.2.1 透鏡天線結(jié)構(gòu)
        3.2.2 透鏡射線追蹤分析
        3.2.3 一維相控陣基本原理
    3.3 透鏡天線仿真和測試
        3.3.1 介質(zhì)支撐對饋源天線波束寬度的影響
        3.3.2 水平掃描透鏡天線仿真和測試
        3.3.3 垂直掃描透鏡天線仿真和測試
    3.4 透鏡天線的模塊化
        3.4.1 水平掃描透鏡天線仿真和測試
        3.4.2 垂直掃描透鏡天線仿真和測試
    3.5 本章小結(jié)
第4章 周期槽平板波導(dǎo)透鏡天線
    4.1 引言
    4.2 周期槽平板波導(dǎo)色散特性及匹配
        4.2.1 傳輸矩陣法
        4.2.2 等效電路法
        4.2.3 本征模求解色散及等效折射率
        4.2.4 周期槽平板波導(dǎo)的匹配
    4.3 均勻折射率周期槽平板波導(dǎo)透鏡天線
        4.3.1 透鏡天線設(shè)計
        4.3.2 透鏡天線仿真和測試
    4.4 漸變折射率周期槽平板波導(dǎo)透鏡天線
        4.4.1 透鏡天線設(shè)計
        4.4.2 透鏡天線仿真和測試
    4.5 水平掃描透鏡天線
        4.5.1 透鏡天線設(shè)計
        4.5.2 透鏡天線仿真和測試
    4.6 本章小結(jié)
第5章 石墨烯多級波導(dǎo)陣列
    5.1 引言
    5.2 基本原理和設(shè)計
        5.2.1 石墨烯波導(dǎo)等效折射率計算
        5.2.2 石墨烯多級波導(dǎo)陣列設(shè)計
        5.2.3 石墨烯波導(dǎo)傳輸特性及色散
    5.3 仿真結(jié)果
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)束語
參考文獻
作者簡歷及在學期間所取得的科研成果



本文編號：3797625