基于部分耦合的圆极化阵列天线设计

发布时间：2017-10-24 09:15

  本文关键词：基于部分耦合的圆极化阵列天线设计

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【摘要】：随着北斗导航定位技术的发展,宽频带和小型化的天线技术成为人们关注的焦点。研究圆极化天线,特别是宽频带、低剖面、小型化天线具有重要意义。本文结合科研课题,围绕当前导航系统的发展需求,以天线宽频带、小型化及阵列设计为目标,对宽带圆极化贴片天线、高介电常数材料小型圆极化天线及基于部分耦合的圆极化阵列天线展开了研究工作。作者的主要工作可概括为以下方面:1.针对实际工程需求,设计了一副北斗B3频段的圆极化贴片天线。天线采用双层介质结构,尺寸为60mm?60mm?5mm,通过在馈电探针处引入容性微带,抵消了长馈电探针的电感效应,改善了天线的阻抗特性,使得天线的3dB轴比带宽与阻抗带宽良好重叠。仿真和测试结果表明该天线3dB轴比带宽20MHz,工作频段的中心频点处增益达到4.2dBi,具有良好的半球覆盖特性。2.为了实现天线的小型化,对高介电常数材料圆极化天线进行了研究,使用介电常数为37.5的陶瓷设计了两副圆极化微带天线。其中常规微带切角陶瓷天线相对上述FR4介质天线尺寸降低60%,实现3dB轴比带宽3MHz,中心频点轴比为2.2dB。另一副陶瓷天线通过在前者辐射贴片周围增加的四个旋转寄生单元,提高了天线的3dB轴比带宽。仿真和测试结果表明该天线3dB轴比带宽6MHz,中心频点处轴比1.7dB。3.基于单元间的部分耦合效应设计了一副2?2的阵列天线。陶瓷天线单元尺寸为0 0 00.076??0.076??0.021?,阵元间距00.17?,四元阵总尺寸为0 0 00.245??0.245??0.021?。仿真结果表明该天线实现阻抗带宽40MHz(1.25GHz-1.29GHz),3dB轴比带宽10MHz(1.263-1.273GHz),工作频段的中心频点处增益达到6.6dBi,轴比0.4dB。利用阵元间的部分耦合效应抑制了左旋圆极化波的辐射,使得阵列天线的圆极化特性明显改善。
【关键词】：宽频带 小型化 陶瓷天线 有源方向图 阵列天线
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN821
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 符号对照表12-13
• 缩略语对照表13-16
• 第一章 绪论16-22
• 1.1 研究背景及意义16-17
• 1.2 国内外研究现状17-21
• 1.3 主要工作及内容安排21-22
• 第二章 圆极化微带天线基本理论22-40
• 2.1 微带天线概述22-29
• 2.1.1 微带天线辐射原理与分析方法23-26
• 2.1.2 微带天线的馈电方法26-29
• 2.2 圆极化微带天线理论29-39
• 2.2.1 微带圆极化实现方法29-34
• 2.2.2 圆极化微带天线小型化方法34-37
• 2.2.3 宽带圆极化微带天线37-39
• 2.3 本章小结39-40
• 第三章 宽带小型化导航天线设计40-56
• 3.1 宽带圆极化天线设计40-46
• 3.1.1 天线结构设计40-42
• 3.1.2 天线性能分析42-46
• 3.1.3 天线测试结果46
• 3.2 高介电常数材料圆极化天线设计46-54
• 3.2.1 天线结构设计47-49
• 3.2.2 天线性能分析49-52
• 3.2.3 天线测试结果52-54
• 3.3 本章小结54-56
• 第四章 基于部分耦合的小型化阵列天线设计56-70
• 4.1 天线阵有源方向图分析56-60
• 4.2 小型化天线阵设计60-68
• 4.3 本章小结68-70
• 第五章 总结与展望70-72
• 参考文献72-76
• 致谢76-78
• 作者简介78-79

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 刘冬利;庞海滨;戴耀;;北斗卫星导航系统在舰艇上的扩展应用[J];舰船科学技术;2014年04期

2 杨易;龚书喜;贺秀莲;;缝隙加载方法减缩微带天线RCS[J];火控雷达技术;2006年01期

3 焦永昌;潘雪明;王泽美;张福顺;;一种开双H形槽的新型宽频微带天线[J];电波科学学报;2005年05期

4 陈雅娟,龙云亮;宽带微带贴片天线的研究进展[J];电波科学学报;1999年03期

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本文编号：1088066