基于集成基片间隙波导的毫米波圆极化缝隙行波天线研究
发布时间：2021-01-26 11:57
随着5G时代的到来,毫米波技术的研究日益深入,同时也对毫米波频段的无线通信系统提出了更高的要求。天线作为通信系统射频前端极为重要的部件,也向着小型化、圆极化、低成本、集成化、宽带化的方向发展。近年来,新型的波导结构集成基片间隙波导（ISGW）为毫米波频段的天线设计提供了新的思路。本文采用该波导结构围绕毫米波圆极化缝隙行波天线的宽带化、阵列化应用做出了相关的研究,主要工作如下:（1）提出了一种两层结构的脊ISGW馈电的圆极化缝隙行波天线。该天线由巧妙组合的两个窄缝作为圆极化辐射器,使用脊ISGW对缝隙进行耦合馈电,从而实现了圆极化波的辐射。通过缝隙的等效电路和电场分布对天线的左/右旋圆极化产生机理进行了详细剖析,从而给出了结构参数的设计流程。仿真结果表明,该天线的3dB相对轴比带宽为26.8%,-10dB相对阻抗带宽为70.2%,最大增益为6.4dBi。（2）提出了一种三层结构的微带型ISGW馈电的圆极化缝隙行波天线。该天线的圆极化辐射器及圆极化产生机理与上述天线一致,其区别在于采用微带型ISGW对缝隙进行耦合馈电,从而实现了圆极化波的辐射。仿真结果表明,该天线的3dB相对轴比带宽为36...
【文章来源】：云南大学云南省 211工程院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
毫米波徽带国极化阵列天线1131
而波导缝隙圆极化天线由于设计简单，剖面较低也逐渐成为波导圆极化天线??的主流研宄方向之一。２００４年，Ｇｉｏｒｇｉｏ?Ｍｏｎｔｉｓｃｉ等人提出了一种矩形金属波导??馈电的非谐振式圆极化缝隙天线。如图１．３所示，该天线结构简单，利用分离的??“人”型缝隙产生圆极化，该文通过矩量法来设计缝隙尺寸，之后用电磁仿真软??件进行了仿真验证［１８］。２００６年，他们在金属波导中填充介质扩宽了人型缝隙的??工作带宽，此外，通过大量实验给出了四种不同类型参数对应的最佳缝隙间距，??以使得天线阵具有轴比性能和副瓣电平性能［１９］。２０１１年，Ｄｅｖｉ?Ｖ?Ｐ等人对文献??［１８］［１９］所做的工作进行了实物测试，验证了前人的理论推导结果［２Ｇ］。值得注意的??是，Ｇｉｏｒｇｉｏ?Ｍｏｎｔｉｓｃｉ等人设计的矩形金属波导圆极化天线均工作在Ｃ波段，为??顺应时代的发展，２０１６年，国内学者试着将传统矩形波导应用于Ｋａ波段则［２２］。??如图１．４所示，文献［２１冲所报道的天线将Ｇｉｏｒｇｉｏ?Ｍｏｎｔｉｓｃｉ所设计的天线单元组??成１Ｘ１９的圆极化阵列，通过在非标准波导中填充一半介质的方式来展宽带宽，??通过在波导中填充聚四氟乙烯的方法来抑制栅瓣，最终获得了约３．７５ＧＨｚ的轴??比带宽。??
而波导缝隙圆极化天线由于设计简单，剖面较低也逐渐成为波导圆极化天线??的主流研宄方向之一。２００４年，Ｇｉｏｒｇｉｏ?Ｍｏｎｔｉｓｃｉ等人提出了一种矩形金属波导??馈电的非谐振式圆极化缝隙天线。如图１．３所示，该天线结构简单，利用分离的??“人”型缝隙产生圆极化，该文通过矩量法来设计缝隙尺寸，之后用电磁仿真软??件进行了仿真验证［１８］。２００６年，他们在金属波导中填充介质扩宽了人型缝隙的??工作带宽，此外，通过大量实验给出了四种不同类型参数对应的最佳缝隙间距，??以使得天线阵具有轴比性能和副瓣电平性能［１９］。２０１１年，Ｄｅｖｉ?Ｖ?Ｐ等人对文献??［１８］［１９］所做的工作进行了实物测试，验证了前人的理论推导结果［２Ｇ］。值得注意的??是，Ｇｉｏｒｇｉｏ?Ｍｏｎｔｉｓｃｉ等人设计的矩形金属波导圆极化天线均工作在Ｃ波段，为??顺应时代的发展，２０１６年，国内学者试着将传统矩形波导应用于Ｋａ波段则［２２］。??如图１．４所示，文献［２１冲所报道的天线将Ｇｉｏｒｇｉｏ?Ｍｏｎｔｉｓｃｉ所设计的天线单元组??成１Ｘ１９的圆极化阵列，通过在非标准波导中填充一半介质的方式来展宽带宽，??通过在波导中填充聚四氟乙烯的方法来抑制栅瓣，最终获得了约３．７５ＧＨｚ的轴??比带宽。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型双极化波导缝隙天线研究[J]. 宋国栋,李建新,张金平,高铁. 现代雷达. 2010(12)
[2]任意极化波导缝隙天线[J]. 孟明霞,丁晓磊,张凤林,胡皓全. 遥测遥控. 2008(06)
[3]新型毫米波天线综述[J]. 方大纲,李兴国,朱逸农. 制导与引信. 1992(01)
硕士论文
[1]北斗卫星导航系统的圆极化天线研究与仿真[D]. 蒋维.云南大学 2017
[2]两端馈电的双圆极化波导缝隙天线阵列[D]. 马世娟.电子科技大学 2016
[3]圆极化波导缝隙天线的研究与设计[D]. 敬雪玲.电子科技大学 2016
[4]平面天线的双频和双极化研究[D]. 孟明霞.电子科技大学 2009
本文编号：3001070
【文章来源】：云南大学云南省 211工程院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
毫米波徽带国极化阵列天线1131
而波导缝隙圆极化天线由于设计简单，剖面较低也逐渐成为波导圆极化天线??的主流研宄方向之一。２００４年，Ｇｉｏｒｇｉｏ?Ｍｏｎｔｉｓｃｉ等人提出了一种矩形金属波导??馈电的非谐振式圆极化缝隙天线。如图１．３所示，该天线结构简单，利用分离的??“人”型缝隙产生圆极化，该文通过矩量法来设计缝隙尺寸，之后用电磁仿真软??件进行了仿真验证［１８］。２００６年，他们在金属波导中填充介质扩宽了人型缝隙的??工作带宽，此外，通过大量实验给出了四种不同类型参数对应的最佳缝隙间距，??以使得天线阵具有轴比性能和副瓣电平性能［１９］。２０１１年，Ｄｅｖｉ?Ｖ?Ｐ等人对文献??［１８］［１９］所做的工作进行了实物测试，验证了前人的理论推导结果［２Ｇ］。值得注意的??是，Ｇｉｏｒｇｉｏ?Ｍｏｎｔｉｓｃｉ等人设计的矩形金属波导圆极化天线均工作在Ｃ波段，为??顺应时代的发展，２０１６年，国内学者试着将传统矩形波导应用于Ｋａ波段则［２２］。??如图１．４所示，文献［２１冲所报道的天线将Ｇｉｏｒｇｉｏ?Ｍｏｎｔｉｓｃｉ所设计的天线单元组??成１Ｘ１９的圆极化阵列，通过在非标准波导中填充一半介质的方式来展宽带宽，??通过在波导中填充聚四氟乙烯的方法来抑制栅瓣，最终获得了约３．７５ＧＨｚ的轴??比带宽。??
而波导缝隙圆极化天线由于设计简单，剖面较低也逐渐成为波导圆极化天线??的主流研宄方向之一。２００４年，Ｇｉｏｒｇｉｏ?Ｍｏｎｔｉｓｃｉ等人提出了一种矩形金属波导??馈电的非谐振式圆极化缝隙天线。如图１．３所示，该天线结构简单，利用分离的??“人”型缝隙产生圆极化，该文通过矩量法来设计缝隙尺寸，之后用电磁仿真软??件进行了仿真验证［１８］。２００６年，他们在金属波导中填充介质扩宽了人型缝隙的??工作带宽，此外，通过大量实验给出了四种不同类型参数对应的最佳缝隙间距，??以使得天线阵具有轴比性能和副瓣电平性能［１９］。２０１１年，Ｄｅｖｉ?Ｖ?Ｐ等人对文献??［１８］［１９］所做的工作进行了实物测试，验证了前人的理论推导结果［２Ｇ］。值得注意的??是，Ｇｉｏｒｇｉｏ?Ｍｏｎｔｉｓｃｉ等人设计的矩形金属波导圆极化天线均工作在Ｃ波段，为??顺应时代的发展，２０１６年，国内学者试着将传统矩形波导应用于Ｋａ波段则［２２］。??如图１．４所示，文献［２１冲所报道的天线将Ｇｉｏｒｇｉｏ?Ｍｏｎｔｉｓｃｉ所设计的天线单元组??成１Ｘ１９的圆极化阵列，通过在非标准波导中填充一半介质的方式来展宽带宽，??通过在波导中填充聚四氟乙烯的方法来抑制栅瓣，最终获得了约３．７５ＧＨｚ的轴??比带宽。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型双极化波导缝隙天线研究[J]. 宋国栋,李建新,张金平,高铁. 现代雷达. 2010(12)
[2]任意极化波导缝隙天线[J]. 孟明霞,丁晓磊,张凤林,胡皓全. 遥测遥控. 2008(06)
[3]新型毫米波天线综述[J]. 方大纲,李兴国,朱逸农. 制导与引信. 1992(01)
硕士论文
[1]北斗卫星导航系统的圆极化天线研究与仿真[D]. 蒋维.云南大学 2017
[2]两端馈电的双圆极化波导缝隙天线阵列[D]. 马世娟.电子科技大学 2016
[3]圆极化波导缝隙天线的研究与设计[D]. 敬雪玲.电子科技大学 2016
[4]平面天线的双频和双极化研究[D]. 孟明霞.电子科技大学 2009
本文编号：3001070
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