毫米波圆极化宽波束波导缝隙天线研究

发布时间：2019-09-02 17:13

【摘要】：毫米波波导缝隙天线具有结构紧凑、馈电损耗低、辐射效率高、功率容量大和可靠性高等优点,在诸如国防军事、卫星导航等领域有着非常广泛的应用。本文旨在研究波导缝隙天线的圆极化和宽波束特性,首先提出一种新型毫米波圆极化波导缝隙天线结构,完成仿真设计和实物测试,随后在此基础上,对天线宽波束实现进行讨论研究,提出两种新型天线结构,分别实现宽波束和水平面内“8”字形波束,根据不同的应用需求对两种天线方案加以选择。具体研究工作如下： 1.设计了一种新型的毫米波圆极化波导缝隙天线结构。天线包含一个矩形馈电波导和一个天线辐射单元,矩形馈电波导一端为馈电端,另一端短路,宽壁上开有十字耦合缝隙,天线辐射单元由一个矩形辐射腔体和上表面的L形转角槽构成。矩形馈电波导宽壁上的十字耦合缝隙耦合能量到天线辐射腔,激励L形转角槽结构向自由空间辐射圆极化波。该天线结构圆极化性能良好,尺寸小,为全金属结构,可应用于恶劣环境。本文对该天线结构进行原理和结构介绍,讨论及优化了其结构参数,设计实现圆极化结构,并进行实物加工测试,验证了天线结构的正确性。天线中心工作频率设计为30GHz,圆极化带宽实现300MHz,增益大于8dBi,天线方向图均匀。 2.在实现毫米波圆极化波导缝隙天线基础上,对天线波束进行讨论研究,提出两种新型天线结构,分别实现宽波束和水平面内“8”字形波束。第一种结构对圆极化天线单元辐射槽结构进行改进,采用带折角边的L形转角槽,并添加侧边槽结构,实现圆极化带宽150MHz,波束宽度大于1000,方向图均匀,在近半球区域内增益均大于零。第二种结构为圆极化天线单元拼接结构,采用波导分支结构馈电,实现水平面“8”字形波束形状,实现可调最大辐射方向。本文分别对这两种天线结构进行原理介绍和仿真优化,讨论研究了其各自工作特点和优劣。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TN823.24

【参考文献】