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超宽带、大扫描角Vivaldi相控阵天线的研究与设计

发布时间:2018-03-17 10:34

  本文选题:超宽带 切入点:Vivaldi天线 出处:《西北大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:随着无线通信技术的快速发展,其天线系统要同时具有高增益、宽带宽、低旁瓣和波束指向可控等特性。在实际应用中,由于单个天线的辐射特性很难满足上述要求,因此需要使用宽带天线阵列来实现增益的提高、副瓣的降低以及波束指向的可控等指标。本课题结合西安恒达微波技术开发公司的在研项目,设计并仿真分析了一款以Vivaldi天线为阵列单元的超宽带相控阵天线,具体地:(1)设计双面Vivaldi天线单元来实现天线系统的超宽带特性,减小单元间互耦,并且提出“宽带引向振子”的概念,来提高单元增益;(2)对阵元幅度采用Taylor综合,降低阵列天线的旁瓣电平;(3)采用阵列“交错排列”的形式来抑制单元间互耦,增加阵列扫描角度范围。最终,对于双面Vivaldi天线单元,仿真和实测结果表明其在2-8GHz的频带内,实现了回波损耗小于-10dB,增益为3.99dB~7.11dB。采用交错排列的形式,使H面阵列的扫描角由±26。增加到了±28。,E面阵列的扫描角由0。增加到了±20。。同时,采用Taylor幅度加权,使阵列旁瓣电平由-16.3dB降低至-20.6dB。
[Abstract]:With the rapid development of wireless communication technology, the antenna system has the characteristics of high gain, wide bandwidth, low sidelobe and controllable beam pointing. So we need to use wideband antenna array to improve gain, reduce sidelobe and controllable beam pointing. This project is combined with the research project of Xi'an Hengda Microwave Technology Development Company. An ultra-wideband phased array antenna with Vivaldi antenna as array element is designed and simulated. A two-sided Vivaldi antenna element is designed to realize the ultra-wideband characteristic of antenna system and reduce the mutual coupling between elements. The concept of "wideband lead oscillator" is put forward to increase the cell gain and to adopt Taylor synthesis to reduce the sidelobe level of the array antenna, so that the array "staggered arrangement" is adopted to suppress the mutual coupling between the elements. Finally, the simulation and experimental results show that the echo loss is less than -10 dB and the gain is 3.99 dB ~ 7.11 dB in the 2-8 GHz band for double-sided Vivaldi antenna elements. The scanning angle of H plane array was increased from 卤26. The scan angle of 卤28. E plane array was increased from 0 to 卤20. At the same time, the sidelobe level of the array was reduced from -16.3dB to -20.6 dB by using Taylor amplitude weighting.
【学位授予单位】:西北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN821.8

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