新型唯金属反射阵天线的研究与设计

发布时间：2019-10-16 07:23

【摘要】：反射阵天线作为一种新型天线结构,在保留传统抛物面天线结构简单、高增益特点的同时,也具有平面相控阵天线低剖面、轻质量、波束可重构的优点,已广泛应用于卫星通信、深空探测和雷达技术等领域。然而,反射阵天线通常具有较窄的工作带宽,而窄带特性限制了反射阵天线在宽带无线通信中的进一步应用。针对以上问题,本文对展宽唯金属反射阵天线工作频带的方法进行了深入研究。本文的主要工作和创新点如下：1.在研究反射阵单元相移特性和单层多谐振结构工作原理的基础上,提出了一种新型的单层多谐振唯金属单元结构,该结构具有超过500°的相移范围和平滑的相位曲线,并且在13.6%的频带范围内具有良好的带宽特性。2.利用所提出的单元结构,设计实现了9x9的唯金属平面反射阵列,阵列通过角锥喇叭偏置馈电。仿真结果表明,该天线的主波束偏转角(θ,φ)为(20°,0°),最大增益为19.9dB,1dB增益带宽为13.6%,符合预期的设计指标。3.针对不少反射阵单元的实际相移范围小于360°、组阵不能达到所希望的相移问题,利用传统的天线阵列理论分析了单元相移范围对反射阵天线辐射特性的影响,计算得到了在不同情况下天线增益降低1dB和3dB时所对应的相移范围。该工作为反射阵天线的工程设计提供了理论指导,尤其是对大口径反射阵天线和亚波长技术。4.针对传统微带结构反射阵单元的相位曲线线性度和相移范围不能同时满足设计要求的问题,提出了传统贴片单元和方环单元在设计过程中结构尺寸改变的改进方法,该方法可减小反射阵天线的相位补偿误差并提高天线的辐射特性。
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN820

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本文编号：2549864