K波段微带阵列天线技术研究

发布时间：2017-05-01 07:13

  本文关键词：K波段微带阵列天线技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：天线作为通信、导航、雷达、电视、遥控遥测等各种无线电系统中不可或缺的设备,其工作性能的好坏至关重要。微波集成技术和新型制造工艺的兴起推动了微带天线的发展。相比于传统天线,微带天线不仅体积小,重量轻,低剖面,易共形,而且易集成,成本低,适合批量生产,此外还兼备电性能多样化等优势。K波段微带阵列天线,工作频段为18-26GHz,不仅具备微带天线的共性优势,还具备波长短频带宽,抗干扰性强,传播特性好等优点。K波段微带阵列天线凭借其独特的优势,应用范围已经从军用设备逐渐发展到了民用设施中,所以,对K波段微带阵列天线的研究非常具有实用性价值。本文从项目需求出发,在微带天线辐射原理和阵列天线分析与综合理论的基础上,借助电磁仿真软件,设计了两款不同形式和特点的K波段微带阵列天线。1.针对K波段汽车防撞雷达,研制了一款收发分置的谐振式串并结合馈电K波段微带阵列天线,包括一副8×6元发射天线及两副8×2元接收天线。辐射单元为辐射边插入馈电式矩形贴片,线阵形式为串馈微带驻波阵,各线阵并联组阵,馈电网络结构紧凑,馈线损耗和杂散辐射低。为降低副瓣电平,采用泰勒综合分布对阵元进行不等幅同相激励。通过在单元之间的馈线上加四分之一波长阻抗变换段,来实现电流分布和阻抗匹配。该种馈电网络结构灵活,方便调控电流分布,工程使用价值高。实测结果表明,该天线具备高增益、低副瓣、波束较窄、小型化、易集成等特点。2.设计了一款8×8元并联子阵结构的并馈式K波段微带阵列天线,采取辐射边接触式馈电,利用简化式2×2并联模块逐级扩展为23×23阵列。该种形式的并馈阵,克服了传统并馈阵功分器网络庞大繁复、损耗大的缺点,有效减小了馈线长度和拐角个数,还可通过调节单元间距灵活抑制交叉极化电平。实测结果表明,与其他等幅同相激励阵相比,该款天线增益高,波瓣宽度更窄,副瓣电平较低,辐射效率较高。经实测,本文设计的阵列天线满足设计指标。为了更全面地研究K波段微带阵列天线,论文最后对后续工作进行了进一步展望。
【关键词】：K波段 微带阵列天线 高增益 低副瓣 小型化
【学位授予单位】：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
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.3 本论文的主要工作14
• 1.4 本论文的章节安排14-15
• 第二章 微带天线的基本理论和分析方法15-28
• 2.1 微带天线的基本理论15-19
• 2.1.1 微带天线的结构和特点16-17
• 2.1.2 微带天线的辐射原理17-19
• 2.2 微带天线的分析方法19-25
• 2.2.1 传输线模型法19-22
• 2.2.2 腔模分析法22-24
• 2.2.3 其他方法24-25
• 2.3 馈电方法25-27
• 2.3.1 微带线馈电25-26
• 2.3.2 同轴线馈电26
• 2.3.3 电磁耦合型馈电26-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第三章 微带阵列天线概述28-44
• 3.1 微带阵列天线馈电方式28-31
• 3.1.1 串联馈电28-30
• 3.1.2 并联馈电30-31
• 3.2 微带直线阵列形式及特性分析31-38
• 3.2.1 微带直线阵列形式31-33
• 3.2.2 微带直线阵列特性33-38
• 3.3 微带平面阵列形式及特性分析38-43
• 3.3.1 微带平面阵列形式38-39
• 3.3.2 微带平面阵列特性分析39-43
• 3.4 本章小结43-44
• 第四章 高增益K波段微带阵列天线的设计44-85
• 4.1 K波段串并结合式馈电微带阵列天线44-74
• 4.1.1 天线指标44-45
• 4.1.2 微带天线单元的设计45-49
• 4.1.3 串并结合式馈电微带驻波阵的设计49-63
• 4.1.4 天线实物测试与结果分析63-73
• 4.1.5 设计总结73-74
• 4.2 并联子阵结构K波段微带阵列天线74-84
• 4.2.1 天线指标与设计方案74-75
• 4.2.2 并联子阵结构的设计75-77
• 4.2.3 并联子阵结构微带阵列天线的设计77-80
• 4.2.4 天线实物测试与结果分析80-83
• 4.2.5 设计总结83-84
• 4.3 本章小结84-85
• 第五章 结束语85-87
• 5.1 全文总结85-86
• 5.2 后续工作展望86-87
• 致谢87-88
• 参考文献88-90
• 攻读硕士学位期间取得的成果90-91

【共引文献】

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本文编号：338476