LTCC共形相控阵雷达天线频带展宽技术研究
发布时间：2020-08-17 17:25
【摘要】：国际军事竞争日益加剧,相控阵雷达在军事方面起着越来越重要的作用。天线作为接收电信号和发射电信号的部件,在相控阵雷达中起着至关重要的作用。微带贴片阵列天线具有超轻薄、结构简单、易与载体共形及便于与后端控制电路集成等优点。而且微带天线也比较容易获得较好的圆极化性能。采用低温共烧陶瓷(LTCC)技术研制相控阵雷达天线可以展宽天线带宽,可以将天线与后端的微波控制电路等集成于一体,很好的满足相控阵雷达的超轻薄、高可靠性及高集成度等需求。本文根据微带天线的理论,介绍了圆极化微带贴片天线单元的设计方法。采用尺寸差别较大的上下层贴片并对双层贴片进行不同尺寸的切角的方法来大幅度展宽天线单元的阻抗带宽和圆极化带宽。改进后天线单元的阻抗带宽为2.33GHz,轴比AR低于3dB的带宽为1.47GHz,增益为5.86dB。然后将改进后的天线单元组成工作在X波段的2×2相似元圆极化阵列天线和4×4相似元圆极化阵列天线,并用电磁仿真软件HFSS对这两款微带圆极化阵列天线进行仿真优化,最终对其进行了加工和测试。2×2相似元阵列天线的实测结果为阻抗带宽2.78GHz,最小轴比为1.4dB,AR低于3dB的带宽为700MHz,增益为10.8dB;4×4相似元阵列天线的阻抗带宽为2.35GHz,AR低于3dB的带宽为670MHz,增益为16.4dB。为了进一步提高阵列天线的圆极化带宽,又研制了2×2旋转圆极化阵列天线和4×4旋转圆极化阵列天线。2×2旋转阵列天线阻抗带宽为2.25GHz,AR低于3dB的带宽为1.65GHz,增益为11.5dB;4×4旋转阵列天线阻抗带宽为1.07GHz,AR低于3dB的带宽为940MHz,增益为15dB,满足设计指标要求。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN957.2
【图文】：
图 1-1 LTCC 紧凑高增益多层寄生微带阵列天线 图 1-2 口径耦合微带线馈电阵列天线 60GHz 的旋转顺序馈电的 LTCC 阵列天线[4]，如图 1-3 所示，通过采用带状线序旋转馈电显著提高了阵列天线的阻抗带宽和 3dB 轴比带宽，绝对带宽在 8GH上。2012 年，新加坡的 Changrong Liu 等人设计了一种高带宽的 LTCC 阵列天线]，利用柔性通孔分布实现螺旋天线阵列，相对带宽 21%，不过增益相对较低。2014，美国的威廉研制了一种 60GHz 基于 EBG 的 LTCC 阵列天线用来改进天线的方[6]，相对带宽为 8%，同时天线的增益在工作频带内均在 8dB 以上。2015 年，
图 1-1 LTCC 紧凑高增益多层寄生微带阵列天线 图 1-2 口径耦合微带线馈电阵列天线 60GHz 的旋转顺序馈电的 LTCC 阵列天线[4]，如图 1-3 所示，通过采用带状线序旋转馈电显著提高了阵列天线的阻抗带宽和 3dB 轴比带宽，绝对带宽在 8GH上。2012 年，新加坡的 Changrong Liu 等人设计了一种高带宽的 LTCC 阵列天线]，利用柔性通孔分布实现螺旋天线阵列，相对带宽 21%，不过增益相对较低。2014，美国的威廉研制了一种 60GHz 基于 EBG 的 LTCC 阵列天线用来改进天线的方[6]，相对带宽为 8%，同时天线的增益在工作频带内均在 8dB 以上。2015 年，
第一章 绪论罗马尼亚的 Bunea 等人设计了一种 94GHz 的馈电网络由带状线转共面波导的LTCC 阵列天线[7]，相对带宽为 11.2%。2016 年，美国的 William E. McKinzie 等人设计了一种 60GHz 的 2×2LTCC 孔径耦合阵列天线[8]，如图 1-4 所示，该阵列天线集成了 Sievenpiper 电磁带隙结构用来抑制 TM 模式表面波，显著的提高了天线的增益。
本文编号：2795612
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN957.2
【图文】：
图 1-1 LTCC 紧凑高增益多层寄生微带阵列天线 图 1-2 口径耦合微带线馈电阵列天线 60GHz 的旋转顺序馈电的 LTCC 阵列天线[4]，如图 1-3 所示，通过采用带状线序旋转馈电显著提高了阵列天线的阻抗带宽和 3dB 轴比带宽，绝对带宽在 8GH上。2012 年，新加坡的 Changrong Liu 等人设计了一种高带宽的 LTCC 阵列天线]，利用柔性通孔分布实现螺旋天线阵列，相对带宽 21%，不过增益相对较低。2014，美国的威廉研制了一种 60GHz 基于 EBG 的 LTCC 阵列天线用来改进天线的方[6]，相对带宽为 8%，同时天线的增益在工作频带内均在 8dB 以上。2015 年，
图 1-1 LTCC 紧凑高增益多层寄生微带阵列天线 图 1-2 口径耦合微带线馈电阵列天线 60GHz 的旋转顺序馈电的 LTCC 阵列天线[4]，如图 1-3 所示，通过采用带状线序旋转馈电显著提高了阵列天线的阻抗带宽和 3dB 轴比带宽，绝对带宽在 8GH上。2012 年，新加坡的 Changrong Liu 等人设计了一种高带宽的 LTCC 阵列天线]，利用柔性通孔分布实现螺旋天线阵列，相对带宽 21%，不过增益相对较低。2014，美国的威廉研制了一种 60GHz 基于 EBG 的 LTCC 阵列天线用来改进天线的方[6]，相对带宽为 8%，同时天线的增益在工作频带内均在 8dB 以上。2015 年，
第一章 绪论罗马尼亚的 Bunea 等人设计了一种 94GHz 的馈电网络由带状线转共面波导的LTCC 阵列天线[7]，相对带宽为 11.2%。2016 年，美国的 William E. McKinzie 等人设计了一种 60GHz 的 2×2LTCC 孔径耦合阵列天线[8]，如图 1-4 所示，该阵列天线集成了 Sievenpiper 电磁带隙结构用来抑制 TM 模式表面波，显著的提高了天线的增益。
【参考文献】
相关期刊论文 前3条
1 胡志慧;姜永华;凌祥;;新型毫米波宽带圆极化微带天线阵列设计[J];微波学报;2013年01期
2 钟慧,张怀武;低温共烧结陶瓷(LTCC):特点、应用及问题[J];磁性材料及器件;2003年04期
3 董兆文;LTCC基板制造工艺研究[J];电子元件与材料;1998年05期
本文编号：2795612
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/wltx/2795612.html
