S频段圆极化微带阵列天线研究

发布时间：2017-04-11 08:20

  本文关键词：S频段圆极化微带阵列天线研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：当下,人类生活的信息时代正在进行着翻天覆地的大变革,无线通信技术日新月异,移动通信4G时代的到来更加推动了无线通信技术的发展。作为无线通信系统中最为重要的部分之一,天线也得到了飞速的发展。过去相当长的一段时间内,传统的简单天线一直发挥着其稳定的作用服务于无线通信系统。但是近年来,由于天线使用平台的特殊要求,传统的单一的线极化天线已经不能满足实际的要求,圆极化天线越来越受到人们的重视。当前圆极化微带天线的研究课题有高增益圆极化天线、双圆极化微带天线、宽频带圆极化微带天线等。本文研究设计了一个高增益圆极化微带天线阵列以及一个双圆极化微带天线阵列,主要内容如下:1.设计了一个圆极化微带天线单元。该单元采用了正交H缝隙耦合馈电,这样可以激励出两个幅度相等、相位相差90°的线极化电场分量,从而实现圆极化波的辐射。之后设计了一个二单元天线阵,单元间采取了反相的形式。天线加工了实物并进行了测试,结果与仿真的较为吻合,天线的增益在频段内大于10dBic。2.用上述天线单元设计了一个2x2的天线阵,单元之间采用了顺序旋转,这种方式能有效地实现良好的交叉极化,根据单元馈电端的位置和相位设计了一个串联式的馈电网络。天线加工了实物并进行了测试,实测的结果与仿真结果较好的吻合,表明了该微带天线阵列设计的可行性。3.对双极化天线单元的实现形式作了分析,最终采用了缝隙耦合馈电和共面微带线馈电相结合的形式,这种馈电方式的好处是两个馈电层的分离,便于阵列中馈电网络的设计。设计了一个3dB定向耦合器,它不仅用于连接上下两层馈电网络,也改变了端口的相位,使双线极化转变成了双圆极化。为了降低天线的副瓣电平,天线单元采用了不等幅激励的方式。仿真的结果表明,天线在三个频点处具有较低的副瓣电平并具有良好的左旋圆极化和右旋圆极化性能。最后对全文工作进行了总结,提出了有待于进一步研究和改进的问题。
【关键词】：H槽耦合馈电 圆极化 馈电网络 双圆极化 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】：TN822
【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16-24
• 1.1 研究的背景和意义16-17
• 1.2 圆极化和双极化微带天线的发展以及研究现状17-23
• 1.3 本文的主要内容和工作为23-24
• 第二章 微带天线基本理论24-34
• 2.1 微带天线理论24-25
• 2.1.1 微带天线的定义和结构24
• 2.1.2 微带天线的馈电方式24-25
• 2.2 圆极化微带天线25-28
• 2.2.1 微带天线圆极化实现方法25-27
• 2.2.2 圆极化微带天线展宽带宽方法27-28
• 2.3 阵列天线基础理论28-34
• 2.3.1 阵列天线定义及基本原理28-29
• 2.3.2 直线阵29-30
• 2.3.3 平面阵30-34
• 第三章 圆极化微带天线的设计34-60
• 3.1 天线单元的设计34-41
• 3.1.1 缝隙耦合微带天线34
• 3.1.2 天线单元设计指标34-35
• 3.1.3 天线单元结构与参数35-39
• 3.1.4 天线单元仿真结果39-41
• 3.2 功分器的设计41-46
• 3.2.1 功分器的结构和设计参数41-43
• 3.2.2 功分器的性能指标43-44
• 3.2.3 功分器仿真结果44-46
• 3.3 2单元天线阵设计46-50
• 3.3.1 设计指标要求46
• 3.3.2 2 元阵的设计46-47
• 3.3.3 2 元阵的仿真和实测结果47-50
• 3.4 2×2 单元天线阵设计50-59
• 3.4.1 设计指标要求50
• 3.4.2 并联馈电网络的设计50-51
• 3.4.3 串联馈电网络的设计51-54
• 3.4.4 天线阵列结构图54-55
• 3.4.5 2x2阵列的仿真与测试结果55-59
• 3.5 本章小结59-60
• 第四章 双极化微带天线阵列的设计60-76
• 4.1 双极化微带天线单元实现形式60-63
• 4.2 双极化微带天线单元设计63-66
• 4.2.1 单元结构63-64
• 4.2.2 单元仿真结果64-66
• 4.3 分支线耦合器的设计66-71
• 4.3.2 副瓣电平的抑制68-70
• 4.3.3 天线阵列的结构70-71
• 4.4 双圆极化微带天线仿真结果71-74
• 4.5 本章小结74-76
• 第五章 结束语76-78
• 5.1 论文研究的主要成果76
• 5.2 需要进一步研究的问题及未来展望76-78
• 参考文献78-82
• 致谢82-84
• 作者简介84-85

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本文编号：298666