24GHz天线及线性调频射频前端电路设计

发布时间：2024-02-04 03:47

　　随着科学技术的迅速发展,近程探测技术在国防、交通、医疗、工业控制、治安管理等各个领域,得到了广泛的研究和应用。为了满足不同探测系统的需求,对于天线性能的要求越来越高,同时,连续波线性调频体制也逐步得到关注与应用。本文天线主要指标:天线工作频率:24GHz～24.1GHz;天线驻波比:VSWR≤2;天线增益:Gain≥8dB;半功率波瓣宽度:10°～30°,-10°～-30°。针对天线指标,本文设计了两种24GHz天线:三阶双面矩形阶梯波导口天线及前侧向辐射微带准八木天线。三阶双面矩形阶梯波导口天线采用三阶梯波导口结构,馈电过渡采用E面微带探针-波导转换结构,有效减小天线尺寸。前侧向辐射微带准八木天线以准八木天线的结构为基础,六个微带准八木天线单元通过同轴线馈电,简化了馈电结构,减小了天线尺寸,从而也使天线达到了侧向辐射的效果。制作天线实物,并测量天线的S11参数和辐射方向图。仿真及实测结果表明:两种天线都具有较宽的工作带宽,波导口天线为前向辐射,增益可达8.41dB,E面方向图的半功率波束宽度(HPBW)为106.12°,H面方向图的HPBW为75.54°;准八木天线为侧向辐射,增益可...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．４介质加载波导中的单位源??函所在空间，它由非定，（２．３１）

?２?（２．）２）??式中的￣代表介质基片的相对介电常数。由于在图２．４中的三个区域内，均为无源存在，??因此，＾满足齐次亥姆霍兹方程的解的一般表达式如下：??Ｇ（ｒ?｜Ｆｆ）?＝?Ｘ?Ｓ?ｓｉｎ?—Ｃ〇ｓ?ｓｈＶ（２?（ｚ?＋?／）?ｚ＜０??ｗ＝ｌ?ｍ＝０?＾?ｂ??Ｇｉｒ?....

图３．〗三阶双面矩形波导口天线??矩形波导口天线采用上下波导体分离的设计模型，便于天线的拆卸与加工

该立体结构应选取Ｅ面探针转换结构；当平面电路平行于波导时，选用Ｈ面探针转??换结构更加适合。本文中平面电路垂直于波导，因此选用Ｅ面探针结构，且可以减小天??线整体尺寸。Ｋ波段Ｅ面探针结构如图３．２所示。探针从波导的宽边／插入，微带面与波??导壁垂直。??ｋ??丨１?Ｃ?１?＝ｉ?....

图３．２波导窄边垂直结构与探针平面图??

（ａ）三阶波导腔体结构?（ｂ）双面波导天线侧视图??图３．〗三阶双面矩形波导口天线??矩形波导口天线采用上下波导体分离的设计模型，便于天线的拆卸与加工。基于前??文所述的三阶双面波导阶梯结构，设计波导阶梯结构的参数，三阶波导空腔由最大口径??面往下，口径面大小依次为?８．４ｍｍｘ....

图３．３微带探针波导转换结构示意图??根据前文所述的设计思路及理论分析的阻抗设计，求出介质基板上各个金属层部分??

（ａ）三阶波导腔体结构?（ｂ）双面波导天线侧视图??图３．〗三阶双面矩形波导口天线??矩形波导口天线采用上下波导体分离的设计模型，便于天线的拆卸与加工。基于前??文所述的三阶双面波导阶梯结构，设计波导阶梯结构的参数，三阶波导空腔由最大口径??面往下，口径面大小依次为?８．４ｍｍｘ....

本文编号：3895158