定向宽带圆极化天线研究
发布时间：2021-11-16 00:00
论文结合科研项目进行选题,研究了定向宽带圆极化天线。研究工作分为三个部分,第一部分为研制了定向宽带圆极化电磁偶极子天线,解决了圆极化电磁偶极子天线带宽窄的问题;第二部分为研制了兼具有宽带特性和稳定增益的圆极化交叉偶极子天线;第三部分为研制了宽带宽轴比波束宽度的圆极化交叉偶极子天线,实现了天线在宽频带条件下兼具宽轴比波束。研究工作的具体内容可概述为:1.宽带圆极化电磁偶极子天线根据宽带圆极化电磁偶极子天线的设计要求,在设计过程中采用了耦合馈电的方式展宽阻抗带宽,并讨论了圆极化电磁偶极子天线展宽轴比带宽的方法。基于所设计的天线模型研制了工程样机并进行了测试。测试结果表明,所设计的天线能够实现102%（1.354.2GHz）的阻抗带宽和79.2%（1.63.7GHz）的轴比带宽,满足宽带圆极化电磁偶极子天线的设计指标要求。2.宽带圆极化交叉偶极子天线研制了宽带圆极化交叉偶极子天线。利用宽带馈电网络和引入寄生结构的方法实现天线的宽频带特性。对工程样机进行测试的结果表明所研制天线的阻抗带宽和轴比带宽分别达到了41%（1.752.6...
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
文献[7]-[8]中的电磁偶极子天线
通过在两个与地板垂直连接的金属片之间添加叠层矩形互补型开路环谐振器（CSRR）使介质基板的有效介电常数增加，从而显著减小天线尺寸。同时该天线达到了 44%（1.7~2.67GHz）的阻抗带宽，实现了 8.5dBi 的最大增益。与传统的电磁偶极子天线相比，该天线尺寸缩减了 48%。文献[10]在文献[7]提出的天线模型的基础上利用差分馈电结构代替“Г”形馈电结构并对地板尺寸进行优化，实现了 92%（0.8~2.16GHz）的阻抗带宽和 7.7dBi 的最大增益，同时 1dB 增益带宽达到了 77%（0.83~1.88GHz）。而且由于天线模型自身的对称性，该天线在 E 面和 H 面的远场辐射方向图也具有良好的对称性。此外，缝隙耦合馈电方式也被应用于此类电磁偶极子天线的设计与改进。在文献[11]中，利用印刷在介质基板上的微带馈线与地板上的缝隙进行耦合，从而对电磁偶极子天线进行馈电，使天线的阻抗带宽达到了 85%（2.5~6.2GHz），最大增益达到了 8dBi，而且还实现了 67%（2.5~5GHz）的 1dB 增益带宽。同时在整个工作频率范围内，该天线的交叉极化电平值非常低。然而文献[9-11]报道的电磁偶极子天线都属于线极化天线，应用于圆极化系统时接收效率会大大降低。
图 1.3 文献[12]-[15]中的圆极化电磁偶极子天线1.2.2定向宽带圆极化交叉偶极子天线研究现状1.前人研究成果交叉偶极子天线可实现较宽的工作带宽且易实现圆极化，已成为设计圆极化天线经常被采用的一种天线形式。除具有较宽的工作带宽外，交叉偶极子天线可利用反射面或地板实现定向辐射，且其辐射方向图形状良好，比较稳定，在卫星通信、移动通信等系统都有非常普遍的应用。由于 PCB 技术的不断发展，目前研究的偶极子都以印刷偶极子较为普遍，这种形式的偶极子只需印刷在介质基板上，不但容易制造，而且便于安装、重量轻，成本也比较廉价。近年来，众多学者对交叉偶极子天线的研究基本都是以展宽其工作带宽或波束宽度为研究目标。在交叉偶极子天线的设计过程中除对天线结构本身进行优化设计外，还经常要采用宽带巴伦或宽带功分馈电网络来保证交叉偶极子天线具有足够宽的带宽。文献[16]采用一分四的串馈式功分馈电网络完成 90°移相及分端口功率等幅度输出，并通过两组平行的偶极子正交放置构成交叉偶极子天线形式。该天线的偶极子采
【参考文献】：
期刊论文
[1]GW级高功率径向线螺旋阵列天线[J]. 李相强,赵柳,陈晓波,刘庆想. 西南交通大学学报. 2009(02)
本文编号：3497766
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
文献[7]-[8]中的电磁偶极子天线
通过在两个与地板垂直连接的金属片之间添加叠层矩形互补型开路环谐振器（CSRR）使介质基板的有效介电常数增加，从而显著减小天线尺寸。同时该天线达到了 44%（1.7~2.67GHz）的阻抗带宽，实现了 8.5dBi 的最大增益。与传统的电磁偶极子天线相比，该天线尺寸缩减了 48%。文献[10]在文献[7]提出的天线模型的基础上利用差分馈电结构代替“Г”形馈电结构并对地板尺寸进行优化，实现了 92%（0.8~2.16GHz）的阻抗带宽和 7.7dBi 的最大增益，同时 1dB 增益带宽达到了 77%（0.83~1.88GHz）。而且由于天线模型自身的对称性，该天线在 E 面和 H 面的远场辐射方向图也具有良好的对称性。此外，缝隙耦合馈电方式也被应用于此类电磁偶极子天线的设计与改进。在文献[11]中，利用印刷在介质基板上的微带馈线与地板上的缝隙进行耦合，从而对电磁偶极子天线进行馈电，使天线的阻抗带宽达到了 85%（2.5~6.2GHz），最大增益达到了 8dBi，而且还实现了 67%（2.5~5GHz）的 1dB 增益带宽。同时在整个工作频率范围内，该天线的交叉极化电平值非常低。然而文献[9-11]报道的电磁偶极子天线都属于线极化天线，应用于圆极化系统时接收效率会大大降低。
图 1.3 文献[12]-[15]中的圆极化电磁偶极子天线1.2.2定向宽带圆极化交叉偶极子天线研究现状1.前人研究成果交叉偶极子天线可实现较宽的工作带宽且易实现圆极化，已成为设计圆极化天线经常被采用的一种天线形式。除具有较宽的工作带宽外，交叉偶极子天线可利用反射面或地板实现定向辐射，且其辐射方向图形状良好，比较稳定，在卫星通信、移动通信等系统都有非常普遍的应用。由于 PCB 技术的不断发展，目前研究的偶极子都以印刷偶极子较为普遍，这种形式的偶极子只需印刷在介质基板上，不但容易制造，而且便于安装、重量轻，成本也比较廉价。近年来，众多学者对交叉偶极子天线的研究基本都是以展宽其工作带宽或波束宽度为研究目标。在交叉偶极子天线的设计过程中除对天线结构本身进行优化设计外，还经常要采用宽带巴伦或宽带功分馈电网络来保证交叉偶极子天线具有足够宽的带宽。文献[16]采用一分四的串馈式功分馈电网络完成 90°移相及分端口功率等幅度输出，并通过两组平行的偶极子正交放置构成交叉偶极子天线形式。该天线的偶极子采
【参考文献】：
期刊论文
[1]GW级高功率径向线螺旋阵列天线[J]. 李相强,赵柳,陈晓波,刘庆想. 西南交通大学学报. 2009(02)
本文编号：3497766
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