基于基片集成波导的天线与滤波器设计
本文选题:基片集成波导 切入点:双频圆极化 出处:《西安电子科技大学》2014年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:基片集成波导作为一种新兴的可替代传统矩形波导的类波导结构,在介质基片上的上下表面覆盖金属镀层,并在左右边缘引入两排呈周期性分布的金属化通孔等效电壁,来限制电磁波在由金属镀层和通孔围成的区域内向前传输,达到类似矩形波导的目的。基片集成波导的传输特性与传统的矩形金属波导相似,而它又具有一定的微带线的特点,有较高的Q值,抗干扰能力强,辐射损耗低,重量轻,体积小,成本低,集成度高。本文围绕基片集成波导结构与微带线和传统矩形波导进行研究,作者的主要研究工作和成果如下:1)针对走廊的狭长环境设计了一款传统的微带双频圆极化双向天线,天线工作在2.4GHz和3.6GHz,通过软件仿真使得天线在带内VSWR小于1.6,增益达3dB以上,轴比小于3,较好的完成了设计目标。2)基于基片集成波导设计了工作于8-12GHz的双极化天线。通过3D基片集成波导结构把能量从水平基片传输到呈±45o的两块竖直基片中,形成双极化,运用HFSS软件进行仿真设计,并引入ABC算法进行参数的优化设计,最终设计出满足指标要求的天线结构,并进行加工测试,仿真和实测结果吻合良好。3)基于基片集成波导馈电网络设计了工作在X波段的Vivaldi天线单元,并进行了1?4的组阵,整体尺寸为56mm*72mm,通过HFSS仿真天线增益为11.75dB,交叉极化小于-20dB,单元间隔离度良好,完成了指标要求。4)针对基片集成波导结构的双模谐振器滤波器,在小型化方面对其进行了分析和研究,在原有基本结构的基础上引入两种不同的槽线结构,分别将基于基片集成波导的双模谐振器滤波器的面积缩减了25.56%和53.76%,较好的完成了预定的设计目标。
[Abstract]:As a new kind of waveguide structure which can replace the traditional rectangular waveguide, the substrate integrated waveguide is covered with metal coating on the upper and lower surfaces of the dielectric substrate, and two rows of metallized through hole equivalent electric walls with periodic distribution are introduced at the left and right edges. In order to limit the transmission of electromagnetic wave in the region surrounded by metal coating and through hole, and achieve the purpose similar to rectangular waveguide, the transmission characteristic of substrate integrated waveguide is similar to that of traditional rectangular metal waveguide, and it has the characteristic of microstrip line. It has high Q value, strong anti-interference ability, low radiation loss, light weight, small volume, low cost and high integration. The main research work and results are as follows: (1) A traditional dual-band circularly polarized microstrip antenna is designed for the narrow and narrow corridor environment. The antenna works at 2.4 GHz and 3.6 GHz. Through software simulation, the antenna's VSWR in the band is less than 1.6, and the gain is more than 3 dB. The axial ratio is less than 3, and the design goal is better. 2) based on the substrate integrated waveguide, a dual-polarization antenna operating at 8-12GHz is designed. The energy is transmitted from the horizontal substrate to the 卤45o vertical substrate by the 3D substrate integrated waveguide structure, and the dual polarization is formed. HFSS software is used for simulation design, and ABC algorithm is introduced to optimize the design of parameters. Finally, the antenna structure that meets the requirements of the index is designed, and the processing test is carried out. The simulation results are in good agreement with the measured results. 3) based on the substrate integrated waveguide feed network, a Vivaldi antenna unit working in X band is designed, and 1? 4 array, the overall size is 56mm / 72mm, the antenna gain is 11.75dB through HFSS simulation, the cross-polarization is less than -20dB, and the isolation degree between the elements is good. The index requirement .4is completed) for the dual-mode resonator filter with integrated waveguide structure of the substrate, the antenna gain is 11.75dB, the cross-polarization is less than -20dB, and the isolation between the elements is good. In the aspect of miniaturization, it is analyzed and studied. Two different slot structures are introduced on the basis of the original basic structure. The area of dual-mode resonator filter based on substrate integrated waveguide is reduced by 25.56% and 53.76 respectively.
【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】:2014
【分类号】:TN822;TN713
【共引文献】
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,本文编号:1627880
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