X波段LTCC微带集成天线阵列设计与电磁性能研究
本文选题:微带集成阵列天线 + LTCC ; 参考:《电子科技大学》2017年硕士论文
【摘要】:微带贴片阵列天线因其具有剖面低,结构简单,小型化等优点而被广泛应用,但其带宽窄,损耗大等缺陷限制了其进一步的发展。LTCC (低温共烧陶瓷)技术有着众多的优点,其材料具有优良的高频、高速传输和宽通带的特性,并且LTCC技术能够实现多层电路的设计,容易实现天线与后端射频电路的集成。本论文基于LTCC材料,应用微带阵列天线的基本原理和圆极化技术,通过对贴片对角开矩形凹槽实现圆极化,在贴片边上开小缝隙来增加电流路径,减小天线尺寸,采用叠层技术增大天线带宽。利用改进后的天线单元组成2×2、4×4、8×8LTCC叠层微带阵列天线,并用Ferro公司的介电常数为5.9,损耗角正切为0.002的LTCC生瓷料带制作了 4×4叠层微带阵列天线,得到天线的带宽1.5GHz,相对带宽15%,最大增益14.52dB,最小轴比2.5dB。并根据原有天线单元模型结构,通过在上层基板加四个矩形贴片的方式进行结构改进,仿真优化了天线单元和2×2优化叠层阵列天线,并利用LTCC技术加工天线,天线单元实测结果带宽达到2GHz,相对带宽达到20%,最大增益9.35dB,最小轴比达到0.5dB。2×2优化叠层阵列天线实测结果带宽为2.75GHz,相对带宽达到27.5%,最大增益为14dB,最小轴比为1.78dB。并通过改进馈电网络设计了两款旋转叠层天线,用LTCC技术加工其中一款天线,天线实测带宽达到了 2.8GHz,相对带宽28%,最大增益14.2dB,最小轴比2.5dB。本论文设计仿真和实际加工制作的天线性能优良,最大的带宽达到了 2.8GHz,增益和轴比都满足设计指标的要求。
[Abstract]:Microstrip patch array antenna is widely used because of its advantages of low profile, simple structure and miniaturization. However, its defects such as narrow band and large loss limit its further development. LTCC (low temperature Co-fired Ceramics) technology has many advantages. Its material has excellent characteristics of high frequency, high speed transmission and wide pass band, and LTCC technology can realize the design of multilayer circuit, and it is easy to realize the integration of antenna and back-end RF circuit. Based on the LTCC material, the basic principle of microstrip array antenna and circular polarization technique are applied in this paper. The circular polarization is realized by opening the rectangular groove in the diagonal direction of the patch, and the current path is increased and the antenna size is reduced by opening a small slot in the edge of the patch. The stacking technique is used to increase the antenna bandwidth. Using the improved antenna unit, a 2 脳 2 脳 2 + 4 脳 4 脳 4 脳 8LTCC laminated microstrip array antenna was constructed. The 4 脳 4 laminated microstrip array antenna was fabricated with LTCC ceramic strip with dielectric constant of 5.9 and tangent loss angle of 0.002. The bandwidth of the antenna is 1.5 GHz, the relative bandwidth is 15 parts, the maximum gain is 14.52 dB, and the minimum axis ratio is 2.5 dB. According to the original antenna element model structure, the antenna element and 2 脳 2 optimized laminated array antenna are simulated and optimized by adding four rectangular patches to the upper substrate, and the antenna is fabricated by using LTCC technology. The measured bandwidth of antenna element is 2 GHz, the relative bandwidth is 20, the maximum gain is 9.35 dB, the minimum axis ratio is 0.5dB.2 脳 2, the measured bandwidth is 2.75 GHz, the relative bandwidth is 27.5dB, the maximum gain is 14 dB, and the minimum axis ratio is 1.78 dB. Two rotating laminated antennas are designed by improving the feed network. One of them is machined by LTCC technology. The measured bandwidth of the antenna is 2.8 GHz, the relative bandwidth is 28, the maximum gain is 14.2 dB, and the minimum axis ratio is 2.5 dB. The antenna designed and fabricated in this paper has excellent performance, the maximum bandwidth is 2.8 GHz, and the gain and axle ratio meet the requirements of the design index.
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN820
【参考文献】
相关期刊论文 前10条
1 杨小平;杨杰;叶良丰;;圆极化微带天线技术[J];中国科技信息;2016年15期
2 段耀铎;张怀武;刘小飞;;LTCC4×4圆极化微带阵列天线[J];压电与声光;2015年03期
3 徐海东;张怀武;;LTCC圆极化双层微带阵列天线的设计[J];压电与声光;2014年03期
4 张实华;张兴华;;一种用于GPS的单馈点圆极化微带天线[J];四川理工学院学报(自然科学版);2013年05期
5 李宁;张怀武;苏桦;;一种高增益宽频带圆极化微带阵列天线的研制[J];物联网技术;2013年06期
6 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
7 赵云;苏桦;;LTCC宽频圆极化环形微带贴片天线研究[J];压电与声光;2012年05期
8 刘军;;国外无人作战飞行器与技术发展(下)[J];中国航天;2012年04期
9 唐伟;曾志毅;杨邦朝;;基于LTCC工艺的蓝牙天线设计与制造[J];电子元件与材料;2010年11期
10 钟慧;张怀武;;复合双性LTCC材料基础研究[J];电子元件与材料;2008年06期
相关硕士学位论文 前10条
1 赵建博;X波段圆极化与线极化阵列天线设计与制作[D];电子科技大学;2013年
2 高凯;宽频带圆极化微带天线的设计与研究[D];南京邮电大学;2013年
3 胡强;开缝微带贴片天线的设计与研究[D];华中师范大学;2012年
4 任国敏;低副瓣雷达阵列天线与有源相控阵研究[D];西安电子科技大学;2011年
5 邢松;双频相控阵天线研究[D];南京理工大学;2009年
6 曾燕;无源超高频电子标签天线设计及其封装特性分析[D];天津大学;2009年
7 费静;Ka波段LTCC天线接收组件的研究[D];电子科技大学;2009年
8 白文静;S波段低副瓣天线的仿真研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
9 展丙章;多层陶瓷片式变压器技术研究[D];南京理工大学;2006年
10 潘啸龙;极化技术与变极化微带天线的研究[D];南京理工大学;2004年
,本文编号:1809650
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/1809650.html