基于K/Ka波段宽带OMT的多极化介质棒天线设计与分析
发布时间：2021-10-17 03:27
为了满足通信容量的增长以及通信系统小型化设计需求,宽带多极化平面化天线引起了广泛的关注,宽带多极化天线具有相对带宽更宽,增益高,极化可复用等特点,在卫星通信,射电天文和电子侦察等领域具有重要的应用及研究意义。本文介绍了正交模式转换器和介质棒天线设计所涉及的一些基础理论,包括矩形波导传输模式,截止频率,单模工作带宽及波导中传输TE10波时管壁电流分布;加脊波导等效电路,工作模式和特性阻抗;正交模式转换器的工作原理,工作模式及实现隔离与匹配的方法;基片集成波导原理和设计方法等。在此基础上研究设计了两种K/Ka波段宽带多极化平面化介质棒天线,所设计的基于K/Ka波段宽带OMT的多极化介质棒天线通过引入脊波导提高天线的工作带宽,抑制了天线方向图在高频处发生波瓣分裂的现象。带有对称型结构的boifot结的OMT有效提高了天线的工作带宽。矩形介质块和燕尾实现了空气填充方脊波导与自由空间的良好的阻抗匹配,两端圆锥体介质棒提高了天线的增益。天线的双极化工作频带为21-34 GHz,增益达到了10.2-15.9 d Bi。天线在29.9-30.2 GHz的频率范围内实现了圆极化工作。所设计的基于K/Ka...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
文献[26]提出的基片
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-9-c)用SINRD馈电的介质棒天线鸟瞰图d)用SINRD馈电的介质棒天线俯视图图1-8文献[30]提出的天线的结构示意图2014年，埃因霍芬理工大学的Rousstia等人提出了一种工作在11.2GHz的非平面介质棒天线阵列，进行了天线加工和测试[31]。该天线阵列与射频微机电系统开关相连接，实现波束切换功能。而且，这种天线阵列在于不同的扫描角度上性能相同。测量了由射频微机电系统开关控制的介质棒天线的特性。在11.2GHz频率处，天线的增益为17.2dBi，半功率波瓣宽度为22°，带宽达到了7.3%（即800MHz）。测量得到相邻天线的隔离度为-40dB。图1-9a）给出了加工的天线阵列的照片，图1-9b）给出了S参数仿真及测试结果。a)介质棒天线阵列照片b)S参数仿真及测试结果图1-9文献[31]提出的介质棒天线阵列结构及仿真测试结果频率(GHz)S参数(dB)测试S11测试S22测试S33测试S11仿真S011-10-20-30-4010111213
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-47-端口1端口2端口3图3-14水平极化通道结构图20253035-40-30-20-100|S11||S21||S31|频率(GHz)插入损耗(dB)-5-4-3-2传输损耗(dB)a)S参数仿真结果b)电场相位分布图3-15水平极化通道仿真结果可以看出，在18-36GHz频带内，|S11|<-10dB，|S21|>-3.1dB，|S31|>-3.1dB，而且两个传输损耗曲线几乎重合，说明E面功分器的功率分配比接近1:1，水平极化通道的对称性很好，为OMT整体实现带宽工作的基础，两个侧壁的电
【参考文献】：
期刊论文
[1]卫星通信的近期发展与前景展望[J]. 李振. 信息与电脑(理论版). 2019(12)
[2]W波段双极化单脉冲天线设计[J]. 孟洪福,陈阳,窦文斌. 红外与毫米波学报. 2019(01)
[3]一种紧凑型Ku频段正交模耦合器的设计[J]. 李东超,何绍林,刘玉龙. 电波科学学报. 2018(04)
[4]喇叭口径尺寸对天线辐射特性的影响[J]. 季聪,程云章,兰川胜. 实验室研究与探索. 2018(01)
[5]Ka波段宽带正交模耦合器设计[J]. 孙立杰,谭联群,王进. 现代雷达. 2017(06)
[6]一种改进型的高增益短介质棒馈源[J]. 曹树杰. 信息通信. 2016(05)
[7]一种新型U频段圆极化介质棒天线[J]. 高初,赖清华,陈明. 雷达与对抗. 2013(01)
[8]W波段宽带正交模转换器研制[J]. 姚常飞,周明,罗运生,冯真俊,许从海. 微波学报. 2012(05)
[9]2011中国卫星应用大会专家联谊会顺利举行——高通量卫星技术成为焦点[J]. 张鹏. 卫星电视与宽带多媒体. 2011(04)
[10]Ka波段通信卫星发展应用现状[J]. 王琦,王毅凡. 卫星与网络. 2010(08)
博士论文
[1]卫星通信及导航系统的圆极化天线及其阵列技术的研究[D]. 王力.西安电子科技大学 2018
硕士论文
[1]紧凑型宽带定向辐射天线设计与分析[D]. 毛宇.哈尔滨工业大学 2018
[2]面向5G移动通信的天线技术研究及设计[D]. 方小川.电子科技大学 2018
[3]Ku波段双极化天线研究[D]. 于洋.南京理工大学 2014
[4]宽频带测试天线的研究与设计[D]. 许恒飞.电子科技大学 2011
[5]基片集成波导微波毫米波无源器件研究[D]. 赵毅.电子科技大学 2009
[6]超宽带双脊喇叭天线的研究与设计[D]. 刘密歌.西北工业大学 2007
本文编号：3441021
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
文献[26]提出的基片
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-9-c)用SINRD馈电的介质棒天线鸟瞰图d)用SINRD馈电的介质棒天线俯视图图1-8文献[30]提出的天线的结构示意图2014年，埃因霍芬理工大学的Rousstia等人提出了一种工作在11.2GHz的非平面介质棒天线阵列，进行了天线加工和测试[31]。该天线阵列与射频微机电系统开关相连接，实现波束切换功能。而且，这种天线阵列在于不同的扫描角度上性能相同。测量了由射频微机电系统开关控制的介质棒天线的特性。在11.2GHz频率处，天线的增益为17.2dBi，半功率波瓣宽度为22°，带宽达到了7.3%（即800MHz）。测量得到相邻天线的隔离度为-40dB。图1-9a）给出了加工的天线阵列的照片，图1-9b）给出了S参数仿真及测试结果。a)介质棒天线阵列照片b)S参数仿真及测试结果图1-9文献[31]提出的介质棒天线阵列结构及仿真测试结果频率(GHz)S参数(dB)测试S11测试S22测试S33测试S11仿真S011-10-20-30-4010111213
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-47-端口1端口2端口3图3-14水平极化通道结构图20253035-40-30-20-100|S11||S21||S31|频率(GHz)插入损耗(dB)-5-4-3-2传输损耗(dB)a)S参数仿真结果b)电场相位分布图3-15水平极化通道仿真结果可以看出，在18-36GHz频带内，|S11|<-10dB，|S21|>-3.1dB，|S31|>-3.1dB，而且两个传输损耗曲线几乎重合，说明E面功分器的功率分配比接近1:1，水平极化通道的对称性很好，为OMT整体实现带宽工作的基础，两个侧壁的电
【参考文献】：
期刊论文
[1]卫星通信的近期发展与前景展望[J]. 李振. 信息与电脑(理论版). 2019(12)
[2]W波段双极化单脉冲天线设计[J]. 孟洪福,陈阳,窦文斌. 红外与毫米波学报. 2019(01)
[3]一种紧凑型Ku频段正交模耦合器的设计[J]. 李东超,何绍林,刘玉龙. 电波科学学报. 2018(04)
[4]喇叭口径尺寸对天线辐射特性的影响[J]. 季聪,程云章,兰川胜. 实验室研究与探索. 2018(01)
[5]Ka波段宽带正交模耦合器设计[J]. 孙立杰,谭联群,王进. 现代雷达. 2017(06)
[6]一种改进型的高增益短介质棒馈源[J]. 曹树杰. 信息通信. 2016(05)
[7]一种新型U频段圆极化介质棒天线[J]. 高初,赖清华,陈明. 雷达与对抗. 2013(01)
[8]W波段宽带正交模转换器研制[J]. 姚常飞,周明,罗运生,冯真俊,许从海. 微波学报. 2012(05)
[9]2011中国卫星应用大会专家联谊会顺利举行——高通量卫星技术成为焦点[J]. 张鹏. 卫星电视与宽带多媒体. 2011(04)
[10]Ka波段通信卫星发展应用现状[J]. 王琦,王毅凡. 卫星与网络. 2010(08)
博士论文
[1]卫星通信及导航系统的圆极化天线及其阵列技术的研究[D]. 王力.西安电子科技大学 2018
硕士论文
[1]紧凑型宽带定向辐射天线设计与分析[D]. 毛宇.哈尔滨工业大学 2018
[2]面向5G移动通信的天线技术研究及设计[D]. 方小川.电子科技大学 2018
[3]Ku波段双极化天线研究[D]. 于洋.南京理工大学 2014
[4]宽频带测试天线的研究与设计[D]. 许恒飞.电子科技大学 2011
[5]基片集成波导微波毫米波无源器件研究[D]. 赵毅.电子科技大学 2009
[6]超宽带双脊喇叭天线的研究与设计[D]. 刘密歌.西北工业大学 2007
本文编号：3441021
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/3441021.html
