基片集成波导圆极化天线研究

发布时间：2017-10-16 08:04

  本文关键词：基片集成波导圆极化天线研究

  更多相关文章： 半模基片集成波导 圆极化天线 类梳状线结构 正六边形谐振腔

【摘要】：基片集成波导结构(Substrate Integrated Waveguide,SIW),是近年来提出的一种可以在PCB、LTCC等工艺上实现,可以代替传统的矩形金属波导的类波导结构,很适合于高频微波毫米波系统的设计,而圆极化天线在无线通信领域早已得到了广泛应用,因此如何利用基片集成波导技术实现圆极化天线便成为许多科学家的重要课题之一。本文以矩形、圆形、正六边形基片集成波导谐振腔为基础,结合半模基片集成波导、类梳状线结构基片集成波导等技术,设计并实现了多款圆极化天线。本文首先系统阐述了天线的辐射方向图、方向性系数和增益、输入阻抗、驻波及损耗等几个主要特性参数,并从基片集成波导技术的基本原理、等效分析方法以及圆形、矩形、三角形和正六边形基片集成波导腔体的谐振特性入手,引出设计基片集成波导圆极化天线的关键。其次设计并实现了三款单层基于基片集成波导正六边形腔的圆极化天线,前两款分别为基片集成波导正六边形腔单腔双模右旋圆极化天线和基片集成波导正六边形腔单腔双模左旋圆极化天线,成功验证了基于基片集成波导正六边形腔设计单腔双模圆极化天线的可行性,最后一款为采用最新类梳状线结构基片集成波导技术(Corrugated Substrate Integrated Waveguide,CSIW)设计的圆极化天线,虽然占用面积较大,但天线增益大大提高,在最大场强辐射方向上达到了10.31 dB,且设计方法具有一定前瞻性,为设计基片集成波导谐振腔提供了一种新思路。随后以半模基片集成波导技术为基础,设计并实现了三款半模基片集成波导圆极化天线,分别为:基于基片集成波导矩形腔的半模圆极化天线、基于基片集成波导圆形腔的半模圆极化天线、基于基片集成波导正六边形腔的半模圆极化天线。通过仿真及实验数据发现,工作带宽均较全模基片集成波导圆极化天线有明显提高,阻抗带宽达到了5%,轴比带宽超过了1%。最后基于基片集成波导正六边形腔,采用多层化设计,并在腔体上下表面同时开缝,设计并实现了两款基片集成波导正六边形腔双向辐射圆极化天线,分别为基于基片集成波导正六边形腔的双向辐射上半空间左旋圆极化天线和基于基片集成波导正六边形腔的双向辐射上半空间右旋圆极化天线。这样避免了原单侧辐射结构中背侧辐射能量的浪费,提高天线辐射效率,同时也实现了双向天线的作用。
【关键词】：半模基片集成波导 圆极化天线 类梳状线结构 正六边形谐振腔
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN821.1
，

本文编号：1041532