小型化低副瓣腔体缝隙不等分阵列天线研究

发布时间：2020-05-18 19:38

【摘要】：随着通信技术的不断发展,5G时代呼之欲出,随着人们的生活水平逐渐提高,人们对通信设备性能的要求也越来越高。其中,对天线小型化低副瓣的要求尤甚。同时,在战争场景中,人们还希望天线能够坚固耐用且易于共形。传统的波导缝隙天线能满足上述小型化低副瓣且易于共形的要求,但是在低频段由于长线效应的影响使馈电难度较高,给馈电系统的设计带来了不小的挑战。针对以上问题,有人提出在腔体上开缝的方式来代替在波导上开缝的方式来克服低频段的长线效应。效果比较理想,但也有很多问题。传统腔体缝隙天线的耦合馈电缝隙在腔体正中央,导致等距排列的辐射缝隙激励幅值两两相同,形成阶梯型馈电,十分不利于对天线进行波束赋形。本文从理论上使用MATLAB模拟了腔体中心开槽馈电的情况,发现这种设计方式会导致副瓣的增高。因此本文提出一种耦合缝隙不在腔体正中央的不等分腔体缝隙天线。该天线由32个带有四个辐射缝隙的腔体组成带有128个阵元的缝隙阵列天线。从正上方看该天线腔体,它的耦合馈电缝隙不在腔体正中央以致和四个辐射缝隙的距离不同,导致四个辐射缝隙的电导也不同。与此同时,针对因耦合缝隙不在正中央而引起的辐射端口相位偏差问题,本文通过调节腔体内的伸出臂的长度高度以及偏置情况,使四个辐射缝隙的辐射幅值不同的情况下相位都相同。并且,由于本天线被设计用来成像以及测距,针对该要求,我们设计了一款带有和口、方位差口以及俯仰差口三个端口的和差馈电网络。该和差馈电网络由若干魔T以及转接头组成,整体为金属结构,设计简单并且易于加工。实测效果较好。本文设计了一小型化低副瓣腔体缝隙天线,其馈电中心不在正中心的特点帮助天线实现了低副瓣的优点。同时,本文还针对该天线设计了一套金属结构的和差馈电网络。经测量,该天线在和口工作时中心增益为24dB,副瓣小于-16dB,在俯仰差口工作时,零深为-30dB,方位差口工作时,零深为-48dB。由以上结果,我们认为本设计达到了设计目的,并将模型进行加工,加工结果与仿真结果较为接近,达到了设计要求。
【图文】：

1.2.1 国外研究进展文献[13]设计了一种用于 60 GHz 的高增益脊型间隙波导缝隙天线阵列。如图1-1 所示。图 1-1 一种高增益脊型间隙波导天线阵列

1.2.1 国外研究进展文献[13]设计了一种用于 60 GHz 的高增益脊型间隙波导缝隙天线阵列。如图1-1 所示。图 1-1 一种高增益脊型间隙波导天线阵列
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN820

【参考文献】

相关期刊论文 前5条

1 高军;曹祥玉;张广;文曦;;一种波束赋形相控阵天线的分析与设计[J];西安电子科技大学学报;2008年06期

2 徐俊峰;洪伟;蒯振起;华光;陈鹏;郝张成;;平衡馈电基片集成波导缝隙阵列全向天线[J];电波科学学报;2008年02期

3 赵怀成;吴文;汤一铭;余彦民;;小型波导缝隙天线阵的改进设计方法研究[J];电波科学学报;2007年06期

4 胡梦中;宋铮;丁刚;;基于遗传算法的任意布阵天线方向图优化[J];电子信息对抗技术;2007年01期

5 曹祥玉,高军;Taylor分布的矩形波导缝隙阵分析[J];航天电子对抗;2001年04期

相关会议论文 前1条

1 胡沥;高本庆;;FDTD分析二项式阵列天线[A];2001年全国微波毫米波会议论文集[C];2001年

相关硕士学位论文 前1条

1 刘刚;波导窄边裂缝行波阵的设计及其波束赋形研究[D];电子科技大学;2009年

，

本文编号：2670217