Ku波段圆极化微带相控阵天线的研究与设计

发布时间：2017-10-23 08:40

  本文关键词：Ku波段圆极化微带相控阵天线的研究与设计

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【摘要】：车载卫星通信系统以传输多媒体宽带数据为主,对天线波束灵活控制的要求很高,使得满足这个要求的相控阵天线成为许多学者研究的对象。本文在研究了微带相控阵天线的基础上,设计了一款Ku波段圆形平面微带相控阵天线,辐射单元是圆极化微带贴片天线,得到了较好的性能。按照移动卫星接收天线的要求,分析并设计一款圆极化微带天线单元,给出贴片尺寸、馈电方式以及圆极化实现方法,此单元具有较好的谐振特性、辐射特性以及圆极化特性。对圆形平面结构的天线阵列方向图进行推导,重点分析了影响圆形阵列辐射特性的因素,这些因素包括阵列的排布方式、阵元个数以及阵元的激励相位等,总结一些有价值的规律,是微带相控阵设计和仿真的理论基础。根据分析和计算,给出了应用于移动卫星接收系统的相控阵天线的设计方案,128元圆形微带相控阵即可满足对卫星直播天线的要求。对24元圆形微带相控阵天线进行仿真,得到阵列的扫描特性,随着阵列各环上相邻阵元间相位差的变化,可实现俯仰面上-23°-23°的连续扫描、方位面上360°扫描,基本达到目标要求。因此,本文设计的圆极化微带相控阵天线具有较好的辐射特性和扫描特性。
【关键词】：圆形阵列 圆极化 微带天线 相控阵
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U463.67;TN821.8
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-13
• 1.1 研究背景及意义8-10
• 1.2 国内外研究现状10
• 1.3 研究重点及难点10-11
• 1.4 本文的主要内容11-13
• 2 相关基础理论13-23
• 2.1 微带天线的相关理论13-17
• 2.1.1 微带天线的辐射原理13
• 2.1.2 微带天线的基本参数13-16
• 2.1.3 微带天线的馈电方式16-17
• 2.2 圆极化天线的基本理论17-19
• 2.2.1 圆极化波的性质17
• 2.2.2 圆极化实现方法17-18
• 2.2.3 矩形切角圆极化天线的分析18
• 2.2.4 圆极化天线的轴比参数18-19
• 2.3 相控阵天线的基本理论19-21
• 2.4 天线分析和仿真工具介绍21-23
• 3 圆形相控阵天线的结构分析23-43
• 3.1 相控阵天线设计步骤23-24
• 3.2 天线单元的结构分析24-27
• 3.2.1 介质板的确定24-26
• 3.2.2 贴片尺寸的确定26
• 3.2.3 馈电方式的确定及阻抗匹配26-27
• 3.3 圆形阵列的方向图特性27-32
• 3.3.1 单环圆形阵列的方向图特性27-29
• 3.3.2 双环圆形阵列的方向图特性29-31
• 3.3.3 三环圆形阵列的方向图特性31
• 3.3.4 任意环数圆形阵列方向图特性31-32
• 3.4 圆形阵列方向图特性影响因素分析32-43
• 3.4.1 单环圆阵方向图特性影响因素分析32-37
• 3.4.2 双环圆阵方向图特性影响因素分析37-40
• 3.4.3 三环圆阵方向图特性影响因素分析40-43
• 4 微带相控阵天线的设计与仿真43-57
• 4.1 天线单元设计与仿真43-47
• 4.1.1 方形切角贴片设计43-44
• 4.1.2 仿真结果分析44-46
• 4.1.3 设计结论46-47
• 4.2 微带阵列的仿真与分析47-51
• 4.2.1 单环阵列的仿真与结果分析47-49
• 4.2.2 双环阵列的仿真与结果分析49-50
• 4.2.3 三环阵列的仿真与结果分析50-51
• 4.3 圆形相控阵天线的设计方案51-53
• 4.4 24元圆形相控阵的扫描特性53-57
• 4.4.1 俯仰面扫描特性54-56
• 4.4.2 方位面扫描特性56-57
• 5 结论与展望57-58
• 参考文献58-60
• 致谢60-61

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 李艳;戴亚文;;基于HFSS矩形微带贴片天线的仿真设计[J];机电工程技术;2010年10期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 高洪涛;遗传算法在微带天线宽带多频化设计中的应用[D];杭州电子科技大学;2012年

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本文编号：1082450