基于新型单元的宽频带反射阵天线研究

发布时间：2017-07-06 17:20

  本文关键词：基于新型单元的宽频带反射阵天线研究

  更多相关文章： 反射阵天线 新型单元 宽频带 波束扫描

【摘要】：反射阵天线因其体积小、重量轻、损耗小、单元结构简单、单元相位控制灵活及加工方便等优势得到了飞速的发展,成为现代天线领域中的研究热点。本文对微带反射阵单元、反射阵天线的宽频带设计及波束扫描的实现做了详细的分析研究。第一章概括了本课题的研究背景及意义,回顾了反射阵天线的发展历史,综述了近年来的研究现状及研究热点,然后提出了本文的研究内容。第二章介绍了微带平面反射阵天线的基本理论及设计方法,对其辐射特性、口径效率、带宽特性进行了详细的分析。然后介绍了微带反射单元的仿真方式,并对典型的几种微带反射单元的优缺点进行了分析研究,为下文设计宽频带反射阵天线做好了铺垫。第三章在理论分析的基础上,提出了一款基于新型单元的,工作频率为9.5~15GHz的10×10宽频带反射阵天线。仿真及测试结果表明该天线可实现28%的3dB增益带宽,且在44%频带内,副瓣电平都小于-10dB且波束角不随频率发生偏移。第四章是本文的研究重点,提出了两款工作于太赫兹波段的反射阵天线,并进行了实物加工及实验测试,测试结果与仿真结果具有良好的一致性。第一款反射阵天线为在225~325 GHz频带内,主波束角不随频率偏移,最高增益可达到33.9dBi,并实现了31%的3dB带宽。第二款反射阵天线可基于频率实现电控波束扫描,在200~300GHz频带内可实现了30度的波束扫描,增益范围为25.93~30.3dBi,口径效率保持在30~35%。第五章主要在目前折叠反射阵单元选择单一,带宽难于突破的基础上,提出了一种新颖的双极化反射阵单元,该单元可应用于折叠反射阵天线及圆极化反射阵天线设计。然后设计了一款15×15单元的宽频带折叠反射阵天线,实现了30%的1dB增益带宽。第六章对本文的工作进行了总结,并展望了将来的工作方向。
【关键词】：反射阵天线 新型单元 宽频带 波束扫描
【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】：TN822.8
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 发展历史与研究现状11-15
• 1.2.1 发展历史11-12
• 1.2.2 研究现状12-15
• 1.3 本文的研究内容15-17
• 第二章 平面反射阵天线基本理论及设计方法17-29
• 2.1 反射阵天线的工作原理17-18
• 2.2 反射阵天线的辐射特性及效率18-20
• 2.3 反射阵天线单元分析技术20-22
• 2.3.1 孤立单元模型20
• 2.3.2 无限周期单元模型20-22
• 2.4 典型反射阵天线单元分析22-26
• 2.4.1 加载传输线型单元22-23
• 2.4.2 可变尺寸型单元23-24
• 2.4.3 旋转型单元24-25
• 2.4.4 电控波束扫描单元形式25-26
• 2.5 平面反射阵列天线的带宽分析26-28
• 2.6 本章小结28-29
• 第三章 新型宽频带反射阵天线设计29-41
• 3.1 单元结构29-30
• 3.2 单元的相移特性分析30-32
• 3.3 单元的参数分析32-33
• 3.4 阵列设计与优化33-37
• 3.5 实验测试及验证37-40
• 3.6 本章小结40-41
• 第四章 太赫兹波段反射阵天线设计41-54
• 4.1 宽频带波束角固定反射阵天线设计41-49
• 4.1.1 单元设计41-43
• 4.1.2 阵列设计与分析43-46
• 4.1.3 加工及测试验证46-49
• 4.2 宽频带基于频率的波束扫描反射阵天线设计49-52
• 4.2.1 单元改进49
• 4.2.2 阵列设计与分析49-52
• 4.2.3 加工及测试52
• 4.3 本章小结52-54
• 第五章 宽频带折叠反射阵天线设计54-67
• 5.1 双极化单元结构55-57
• 5.2 双极化单元相位特性分析57-60
• 5.3 16×16单元折叠反射阵列设计60-64
• 5.4 测试及实验验证64-66
• 5.5 本章小结66-67
• 第六章 结束语67-68
• 致谢68-69
• 参考文献69-73
• 硕士期间取得的研究成果73-74

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王永强;马超;;基于HFSS的超高频传感器采集天线特性分析[J];传感器世界;2014年04期

2 姚陈果;乔盼盼;陈攀;陈昱;;用于电气设备局部放电超高频信号监测的0.4~1GHz分形天线[J];高电压技术;2014年08期

3 范懿;徐照顺;;矩形波导T形接头的可视化教学[J];电气电子教学学报;2015年01期

4 杨洁;;一种微带线-带状线过孔互连结构的电磁特性仿真分析[J];电子技术与软件工程;2015年08期

5 苏贞霞;常树茂;;周向前倾弹载介质阵列天线的设计[J];弹箭与制导学报;2015年03期

6 丛友记;卢青;简玲;;单元方向图对阵列综合性能影响分析[J];雷达与对抗;2014年01期

7 王娜;唐堂;张兆东;刘景夏;胡冰新;;磁耦合谐振式无线能量传输效率分析[J];解放军理工大学学报(自然科学版);2015年05期

8 杨虹;兰海;郭莉;;一种双Z型双频微带天线的分析与设计[J];数字通信;2014年01期

9 房少军;傅世强;李蝉娟;;创新设计性天线实验教学改革与探讨[J];实验科学与技术;2015年02期

10 安康;刘小萍;李晓静;钟强;申艳艳;贺志勇;于盛旺;;新型高功率MPCVD金刚石膜装置的数值模拟与实验研究[J];人工晶体学报;2015年06期

中国重要会议论文全文数据库 前3条

1 赵健鹏;;用于卫星T/R系统的K波段威尔金森不等功分器设计[A];2015年全国微波毫米波会议论文集[C];2015年

2 赵元清;王薇;;左手材料微带天线的频率特性研究[A];2013年全国微波毫米波会议论文集[C];2013年

3 陈丹;;基于HFSS自动控制的天线隔离度分析[A];2013年全国微波毫米波会议论文集[C];2013年

中国博士学位论文全文数据库 前9条

1 侯建强;小型天线与金属腔体及人体头颅的耦合谐振分析及应用研究[D];西安电子科技大学;2010年

2 王秀芝;小型化频率选择表面研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2014年

3 栗武斌;HLS II储存环数字逐束团反馈系统的研制[D];中国科学技术大学;2014年

4 李彪;新型电磁功能材料及其在天线设计中的应用[D];西安电子科技大学;2014年

5 徐平;用于卫星通信的圆极化天线及CTS阵列天线的研究[D];西安电子科技大学;2014年

6 骆扬;光纤通信系统中接收端光电器件集成结构及工艺兼容若干问题的研究[D];北京邮电大学;2014年

7 姚宜东;基于MEMS的可重构天线及多频天线的关键技术研究[D];北京邮电大学;2014年

8 于淼;光学/雷达双带通频率选择表面设计与应用研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2015年

9 张建;有限大频率选择表面及其在雷达罩上的应用研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2015年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 费治敏;基于多环PLL的低相噪X波段频率合成器的研制[D];电子科技大学;2011年

2 胡莎莎;基于SIR双/三通带滤波器研究与设计[D];南京理工大学;2014年

3 柳得水;PIFA天线设计及HFSS软件的二次开发[D];青岛理工大学;2013年

4 杨成祥;电子不停车收费系统车载单元（OBU）无线信号收发模块的设计[D];北方工业大学;2014年

5 王宁;双频与宽带圆极化天线研究[D];西南交通大学;2014年

6 马东磊;多模导航接收机射频前端器件的设计[D];大连海事大学;2014年

7 宋强;基于ADF4350的吉赫兹信号源设计及实验研究[D];吉林大学;2014年

8 王娇;基于谐振环法的微波基材参数的测量技术研究[D];苏州大学;2014年

9 张嘉伟;双频圆极化微带天线的设计[D];西安电子科技大学;2014年

10 石艳;S频段微带天线研究[D];西安电子科技大学;2014年

，

本文编号：527134