新型介质集成悬置线天线及其阵列研究

发布时间：2020-03-29 09:38

【摘要】：随着无线通信系统和雷达技术的不断发展,对天线的增益、频带、带宽等性能提出了越来越高的要求。研究者先后提出了基于不同结构的天线,如波导天线、微带天线、介质集成波导天线等。本论文基于新型介质集成悬置线结构,利用其低损耗和自封装等优点,提出并设计了不同种类的介质集成悬置线天线及阵列,针对如何提高增益、扩展带宽、增加频带、实现小型化等方面做了深入研究及分析,主要研究工作如下:提出了高增益介质集成悬置线天线。设计了一种自封装的介质集成悬置线八木天线,引入悬置线-槽线过渡结构,利用空腔耦合,减小损耗;采用蝶形辐射振子,降低谐振频率和增加带宽。设计了一种结构简单尺寸较小的介质集成悬置线漏波天线,采用非对称馈电结构,激励起第一高次模;运用锥形渐变辐射贴片,降低后瓣辐射和达到阻抗匹配,进一步提高增益。提出了宽频带介质集成悬置线天线及阵列。本论文设计了三种天线及阵列,通过增加谐振点来扩展带宽,但实现形式各不相同。首先,设计了一种用于24GHz车载雷达的背腔缝隙天线及阵列,采用缝隙耦合馈电,通过加载蝶形槽和矩形环槽来产生不同的谐振点,进而增加带宽;采用差分馈电网络实现16单元阵列。其次,设计了一种用于WLAN的介质集成悬置线堆叠天线及阵列,通过在辐射贴片和馈线之间加金属通孔来产生一个谐振点,引入加载缝隙的寄生贴片来产生另一个谐振点,再加上由加载U型槽的辐射贴片产生的谐振点,因此达到扩展带宽的目的;馈电网络中引入微带-槽线-悬置线的过渡产生180°的相差,进而实现8单元的天线阵列。最后,设计了一种圆极化介质集成悬置线堆叠天线及阵列,在辐射贴片中加载风车型槽来产生正交模式和两个谐振点,引入寄生贴片和方环贴片来改善阻抗匹配和圆极化特性;馈电网络采用顺序旋转馈电方式且引入微带-槽线-悬置线的过渡,进而实现4单元的圆极化天线阵列。提出了多频带介质集成悬置线天线。设计了一种用于WLAN的双频带介质集成悬置线天线,利用介质集成悬置线的多层结构,通过在不同层引入哑铃型环条带和开矩形槽,进而在不减小增益的情况下实现双频带;为了进一步增加频带数目,设计了一种三频带多模式介质集成悬置线堆叠天线,在天线中引入阶梯阻抗谐振器概念,加入两个L型枝节于天线结构最上层,产生另外两个模式,进而产生两个低频带;高频带由加载U型槽的辐射贴片产生,因此天线实现了三频带。此外,提出了小型化介质填充介质集成悬置线天线。本文设计了一种背腔式介质谐振天线,将介质悬置线结构中的一个空气腔填充高介电常数介质,另一个空气腔作为背腔且对天线的谐振点有较大影响,研究了背腔高度与谐振点之间的关系;为了进一步降低谐振点,在高介电常数介质上方引入金属化十字型枝节,进而减小了天线尺寸,且该介质谐振天线具有自封装的特性。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN823

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 王鹏;郑剑锋;高旭;李越;冯正和;;准八木型宽带高增益微带天线[J];电波科学学报;2010年05期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 陈建玲;多频带多极化微带贴片天线研究[D];北京交通大学;2016年

2 俞钰峰;应用于无线通信的小型化天线研究[D];浙江大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 周高楠;高增益天线及其波束控制的研究[D];西安电子科技大学;2018年

2 尤伟;宽频带高增益天线的设计与实现[D];苏州大学;2010年

，

本文编号：2605798