基于功分移相器的极化捷变相控阵天线研究

发布时间：2017-09-20 21:13

  本文关键词：基于功分移相器的极化捷变相控阵天线研究

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【摘要】：在无线通信、目标识别、极化分集等领域中,对信号极化信息的利用可以分别起到扩充通信容量、提高抗干扰性、减少多径衰减等重要作用。为了能够收发上述应用中的多种极化信号,需要天线能在各种极化状态间快速切换,满足这一要求的天线称之为极化捷变天线。而且,极化捷变天线还可以进行相控阵组网,以提升增益并实现扫描功能。在极化捷变天线相控阵设计中,我们需要极化捷变天线单元具有较高的极化纯度、馈电网络具有较低的插损,同时整个系统性能具有较低的复杂度。针对上述需求,本文基于新型的功分移相器馈电结构,提出了一种新型的极化捷变相控阵天线的设计方案,设计了可以实现电控的双圆极化捷变天线以及极化捷变相控扫描阵列。与传统的极化捷变天线相比,本文提出的极化捷变天线具有极化纯度高、插损低、带宽宽等优点。同时,与传统的采用独立功分器和移相器组网结构的馈电的极化捷变天线相控阵相比,本文设计的极化捷变相控阵具有更低网络复杂度和插入损耗。本文首先基于±90°功分移相器结构设计了可实现电控的双圆极化捷变天线单元。其次基于0°、±22.5°、±45°、±67.5°和0°,±45°、±90°、±135°的两种四位顺序功分移相器设计了相控阵馈电网络。最后将前面设计的的极化捷变天线单元与相控阵馈电网络组成了一个2×2极化捷变天线相控阵。
【关键词】：极化捷变天线 相控阵阵列 功分移相器
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN623;TN821.8
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 第1章 绪论12-18
• 1.1 引言12
• 1.2 极化捷变天线的应用概述12-13
• 1.3 国内外研究现状和发展趋势13-17
• 1.3.1 极化捷变天线13-16
• 1.3.2 极化捷变天线阵列16-17
• 1.4 研究内容17
• 1.5 论文结构17-18
• 第2章 基于支节加载传输线色散特性设计功分移相器18-34
• 2.1 功分器和移相器18-21
• 2.1.1 功分器18-19
• 2.1.2 移相器19-21
• 2.2 功分移相器21-33
• 2.2.1 设计原理21-22
• 2.2.2 功分移相器的设计22-23
• 2.2.3 功分移相器理论分析23-27
• 2.2.4 功分移相器理论仿真验证27-28
• 2.2.5 ±90°功分移相器设计及与传统功分移相结构的对比28-31
• 2.2.6 可以同时实现多角度的功分移相器31-33
• 2.3 小结33-34
• 第3章 应用于极化捷变天线单元的功分移相器和极化捷变天线单元设计34-42
• 3.1 天线的极化方式34-35
• 3.2 圆极化微带天线和极化捷变天线35-37
• 3.2.1 圆极化天线设计35-36
• 3.2.2 圆极化天线的参数36
• 3.2.3 双馈点法圆极化天线的天线部分设计36-37
• 3.3 应用于极化捷变天线的功分移相器馈电线路设计37-38
• 3.4 功分移相器控制电路选择38-39
• 3.5 极化捷变天线仿真设计和加工测试39-41
• 3.5.1 仿真设计39-40
• 3.5.2 加工测试40-41
• 3.6 小结41-42
• 第4章 极化捷变天线相控阵设计42-52
• 4.1 相控阵基本概念42-45
• 4.1.1 相控阵天线简介42
• 4.1.2 相控阵天线基本原理42-43
• 4.1.3 相控阵天线的馈电方式43-45
• 4.2 极化捷变天线相控阵设计45-51
• 4.2.1 天线单元的阵列设计45
• 4.2.2 极化捷变天线相控阵馈电网络设计45-47
• 4.2.3 极化捷变天线相控阵整体设计47-51
• 4.3 小结51-52
• 第5章 结论与展望52-54
• 参考文献54-58
• 致谢58-60
• 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果60

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本文编号：890410