基于集成基片间隙波导（ISGW）毫米波圆极化四臂天线研究
发布时间：2020-10-31 01:49
Ka宽带卫星通信是卫星通信的发展方向,卫星通信是应急通信的重要支撑,圆极化天线可以接收任意极化方向的电磁波,具有抗干扰能力强的优点因而在ka波频段卫星通信中被广泛应用。传统波导结构(微带传输线、矩形波导、基片集成波导和间隙波导等)设计的Ka波段圆极化天线增益较低不能满足使用要求,集成基片间隙波导具有更低损耗的优势,因此采用集成基片间隙波导设计圆极化天线。本文进行了如下的工作:1.设计了一个应用在Ka波段的集成基片间隙波导,通过分析周期排列的单元各部分尺寸对阻抗特性的影响,使设计的集成基片间隙波导通带范围在30—40GH。2.设计了一种基于集成基片间隙波导四臂圆极化天线。在三层的集成基片间隙波导结构中,底层有周期排列的蘑菇状结构构成PMC,中间层为间隙层,在PEC层的下方通过在封装的微带线上设计一个四分之三波长的圆环对四个天线臂进行馈电,每个天线臂之间相差四分之一个波长,对应能产生90°相位差的电流,从而产生圆极化波。在集成基片间隙波导的上表面蚀刻了一个矩形缝隙,用来辐射圆极化波。通过电场分布、电流分布图解释了天线的工作原理。进行了参数的仿真分析,着重分析了臂长因子k对圆极化效果的影响,使天线的相对带宽达到21.2%,增益达到7.7dB,相对轴比带宽为8.2%。3.设计了一种基于集成基片间隙波导的回路结构的双路功分器。该功分器以ISGW作为馈电结构,在集成基片间隙波导的间隙层上方设计了一个回路降低了功分器两端口之间的耦合。然后进行了理论推导,参数分析,最后将圆极化天线进行组阵,组阵后的圆极化阵列天线增益可由7dB提升到9.7dB,阵列天线的相对轴比带宽达到7.1%。
【学位单位】：云南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TN820;TN927.2
【部分图文】：
图１－１微带四臂天线１１３１??
?Ｍｐｔａｌ?ｐｌａｔｅ??图１－２基片集成波导Ｕ４１?图１－３?ＳＩＷ圆极化缝隙漏波天线［１７］??进入本世纪以来，一些可以用介质基片集成形式实现的新型传输结构基片集??成波导［１４】（Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ?Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ?Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ．ＳＩＷ）由加拿大蒙特利尔学院吴柯教授??和东南大学洪伟教授等设计，并进行了后续的研宂发展。基片集成波导（ＳＩＷ）结构??的示意图如图１－２所示，基片集成波导（ＳＩＷ）类似于介质填充的矩形平面波导，首??先在介质基板的上、下表面覆上金属铜，然后在介质基板中嵌入了成周期性结构??排列的金属通孔来充当波导窄边，基片集成波导（ＳＩＷ）的介质基片上下两层金属面??是由周期排列的金属过孔连接。类似于矩形平面波导的上下宽边是由介质基片的??上下层金属表面构成，？介质基片的两条侧边与两侧金属化的过孔构成了类似于矩??形平面波导的左右窄边，电磁波的传播区域由两侧金属化过孔和上下金属表面围??成。电磁波在ＳＩＷ中的传输特性类似于在传统矩形波导中的传输特性
＇?Ｍｐｔａｌ?ｐｌａｔｅ??图１－２基片集成波导Ｕ４１?图１－３?ＳＩＷ圆极化缝隙漏波天线［１７］??进入本世纪以来，一些可以用介质基片集成形式实现的新型传输结构基片集??成波导［１４】（Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ?Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ?Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ．ＳＩＷ）由加拿大蒙特利尔学院吴柯教授??和东南大学洪伟教授等设计，并进行了后续的研宂发展。基片集成波导（ＳＩＷ）结构??的示意图如图１－２所示，基片集成波导（ＳＩＷ）类似于介质填充的矩形平面波导，首??先在介质基板的上、下表面覆上金属铜，然后在介质基板中嵌入了成周期性结构??排列的金属通孔来充当波导窄边，基片集成波导（ＳＩＷ）的介质基片上下两层金属面??是由周期排列的金属过孔连接。类似于矩形平面波导的上下宽边是由介质基片的??上下层金属表面构成，？介质基片的两条侧边与两侧金属化的过孔构成了类似于矩??形平面波导的左右窄边，电磁波的传播区域由两侧金属化过孔和上下金属表面围??成。电磁波在ＳＩＷ中的传输特性类似于在传统矩形波导中的传输特性
【参考文献】
本文编号：2863292
【学位单位】：云南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TN820;TN927.2
【部分图文】：
图１－１微带四臂天线１１３１??
?Ｍｐｔａｌ?ｐｌａｔｅ??图１－２基片集成波导Ｕ４１?图１－３?ＳＩＷ圆极化缝隙漏波天线［１７］??进入本世纪以来，一些可以用介质基片集成形式实现的新型传输结构基片集??成波导［１４】（Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ?Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ?Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ．ＳＩＷ）由加拿大蒙特利尔学院吴柯教授??和东南大学洪伟教授等设计，并进行了后续的研宂发展。基片集成波导（ＳＩＷ）结构??的示意图如图１－２所示，基片集成波导（ＳＩＷ）类似于介质填充的矩形平面波导，首??先在介质基板的上、下表面覆上金属铜，然后在介质基板中嵌入了成周期性结构??排列的金属通孔来充当波导窄边，基片集成波导（ＳＩＷ）的介质基片上下两层金属面??是由周期排列的金属过孔连接。类似于矩形平面波导的上下宽边是由介质基片的??上下层金属表面构成，？介质基片的两条侧边与两侧金属化的过孔构成了类似于矩??形平面波导的左右窄边，电磁波的传播区域由两侧金属化过孔和上下金属表面围??成。电磁波在ＳＩＷ中的传输特性类似于在传统矩形波导中的传输特性
＇?Ｍｐｔａｌ?ｐｌａｔｅ??图１－２基片集成波导Ｕ４１?图１－３?ＳＩＷ圆极化缝隙漏波天线［１７］??进入本世纪以来，一些可以用介质基片集成形式实现的新型传输结构基片集??成波导［１４】（Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ?Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ?Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ．ＳＩＷ）由加拿大蒙特利尔学院吴柯教授??和东南大学洪伟教授等设计，并进行了后续的研宂发展。基片集成波导（ＳＩＷ）结构??的示意图如图１－２所示，基片集成波导（ＳＩＷ）类似于介质填充的矩形平面波导，首??先在介质基板的上、下表面覆上金属铜，然后在介质基板中嵌入了成周期性结构??排列的金属通孔来充当波导窄边，基片集成波导（ＳＩＷ）的介质基片上下两层金属面??是由周期排列的金属过孔连接。类似于矩形平面波导的上下宽边是由介质基片的??上下层金属表面构成，？介质基片的两条侧边与两侧金属化的过孔构成了类似于矩??形平面波导的左右窄边，电磁波的传播区域由两侧金属化过孔和上下金属表面围??成。电磁波在ＳＩＷ中的传输特性类似于在传统矩形波导中的传输特性
【参考文献】
相关博士学位论文 前1条
1 董兴超;间隙波导漏波天线及阵列天线研究[D];中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心);2018年
相关硕士学位论文 前8条
1 詹炳书;超小型化多级Wilkinson功分器设计技术研究[D];南京邮电大学;2018年
2 曾楚斌;面向5G应用的阵列天线设计与研制[D];南京邮电大学;2018年
3 滑亚腾;一种小型化Ku/Ka双频微带阵列天线设计[D];南京理工大学;2018年
4 李建元;宽带宽角覆盖低副瓣阵列设计[D];西安电子科技大学;2018年
5 谭静宇;移动通信中的毫米波天线关键技术研究[D];西安电子科技大学;2018年
6 严海隆;Ka波段多波束收发集成透镜天线[D];浙江大学;2018年
7 刘仲勋;基于基片集成波导技术Ka波段圆极化天线设计[D];西安电子科技大学;2014年
8 徐银芳;Ka波段介质球透镜的馈源天线设计[D];西安电子科技大学;2011年
本文编号：2863292
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