77GHz基片集成波导缝隙阵列天线设计与仿真研究
发布时间：2022-12-23 18:02
为了使驾驶汽车更安全和舒适,人们研发了许多种驾驶辅助系统,这些系统需要借助雷达等传感器来感知车身周围的路况信息。77GHz毫米波雷达的设备体积小、探测距离长、分辨力高,穿透力强且不受光照条件影响,可实现全天时、全天候工作,是目前车载毫米波雷达主要的发展方向。基片集成波导（SIW）是一种具有传统金属波导和平面微带各自优点的传输结构,既有金属波导损耗低和功率容量大的特点,又像微带结构一样体积小、成本低、易于加工和集成,便于实现电路小型化、平面化。基于该结构的缝隙阵列天线具有高增益、高效率、低损耗和波束易赋形等优点,在雷达和通信应用中有着广阔的发展前景。本文以77GHz毫米波雷达的发射天线为应用背景,利用三维电磁仿真软件HFSS（High Frequency Structure Simulator）,对基于SIW的缝隙阵列天线及馈电网络进行了设计与仿真研究。论文的主要工作如下:设计了SIW线阵。首先根据SIW等效理论建立了等效的矩形波导小阵模型,在模拟的互耦环境中提取并拟合了缝隙特性参数曲线,与方向图综合结果进行对照,得到了缝隙线阵设计初值。然后对缝隙天线的主要结构参数进行了参量化研究,继而...
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 77GHz毫米波雷达天线研究现状
1.2.2 SIW缝隙阵列天线研究现状
1.3 本文内容安排
第2章 基础知识
2.1 基片集成波导技术简介
2.1.1 基片集成波导的结构
2.1.2 基片集成波导传输特性
2.1.3 基片集成波导等效理论
2.2 波导缝隙天线技术简介
2.2.1 辐射缝隙的种类介绍
2.2.2 缝隙天线经典设计方法
2.2.3 辐射纵缝阵的设计理论
2.2.4 耦合斜缝阵的设计理论
2.3 方向图综合理论简介
2.3.1 切比雪夫综合法
2.3.2 泰勒综合法
2.4 本章小结
第3章 77GHz基片集成波导缝隙线阵的设计与仿真
3.1 SIW及其等效模型设计
3.2 辐射缝隙特性参数提取
3.3 线阵设计初值
3.3.1 端馈线阵
3.3.2 中馈线阵
3.4 仿真优化
3.4.1 参量化研究
3.4.2 优化后的仿真结果
3.5 本章小结
第4章 77GHz基片集成波导平面阵列的设计与仿真
4.1 波导与SIW垂直转接器设计
4.2 树状功分器的8×16面阵
4.2.1 树状不等功分器设计
4.2.2 树状功分器面阵仿真
4.2.3 改进型树状功分器面阵
4.3 耦合馈电的8×16面阵
4.3.1 耦合斜缝特性参数提取
4.3.2 耦合波导仿真
4.3.3 耦合馈电面阵仿真
4.4 误差分析
4.4.1 辐射缝长误差分析
4.4.2 缝隙偏置误差分析
4.5 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 全文总结
5.2 未来展望
参考文献
作者简介 及在学期间取得的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]车载毫米波雷达国内外发展现状综述[J]. 韩宝石,王峥. 数字通信世界. 2019(09)
博士论文
[1]基片集成波导技术的研究[D]. 郝张成.东南大学 2006
硕士论文
[1]SIW缝隙阵列天线的设计与测量[D]. 曹飞飞.电子科技大学 2018
[2]W波段宽带SIW缝隙阵列天线设计[D]. 章广林.电子科技大学 2018
[3]低副瓣缝隙天线的研究[D]. 杨振.电子科技大学 2018
[4]基片集成波导缝隙天线阵及馈电网络研究[D]. 黄静.东南大学 2017
[5]W波段波导缝隙阵列天线及其应用研究[D]. 张剑.东南大学 2017
[6]W波段基片集成波导低副瓣阵列天线研究[D]. 王俊.电子科技大学 2017
[7]W波段基片集成波导缝隙阵天线设计[D]. 徐崇.哈尔滨工业大学 2016
[8]77GHz微带阵列天线的研究[D]. 段雷.哈尔滨工业大学 2016
[9]W波段FMCW异物探测雷达前端研究[D]. 张志才.电子科技大学 2016
[10]77GHz汽车防撞雷达系统一些关键技术研究[D]. 徐俊.东南大学 2015
本文编号：3725171
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 77GHz毫米波雷达天线研究现状
1.2.2 SIW缝隙阵列天线研究现状
1.3 本文内容安排
第2章 基础知识
2.1 基片集成波导技术简介
2.1.1 基片集成波导的结构
2.1.2 基片集成波导传输特性
2.1.3 基片集成波导等效理论
2.2 波导缝隙天线技术简介
2.2.1 辐射缝隙的种类介绍
2.2.2 缝隙天线经典设计方法
2.2.3 辐射纵缝阵的设计理论
2.2.4 耦合斜缝阵的设计理论
2.3 方向图综合理论简介
2.3.1 切比雪夫综合法
2.3.2 泰勒综合法
2.4 本章小结
第3章 77GHz基片集成波导缝隙线阵的设计与仿真
3.1 SIW及其等效模型设计
3.2 辐射缝隙特性参数提取
3.3 线阵设计初值
3.3.1 端馈线阵
3.3.2 中馈线阵
3.4 仿真优化
3.4.1 参量化研究
3.4.2 优化后的仿真结果
3.5 本章小结
第4章 77GHz基片集成波导平面阵列的设计与仿真
4.1 波导与SIW垂直转接器设计
4.2 树状功分器的8×16面阵
4.2.1 树状不等功分器设计
4.2.2 树状功分器面阵仿真
4.2.3 改进型树状功分器面阵
4.3 耦合馈电的8×16面阵
4.3.1 耦合斜缝特性参数提取
4.3.2 耦合波导仿真
4.3.3 耦合馈电面阵仿真
4.4 误差分析
4.4.1 辐射缝长误差分析
4.4.2 缝隙偏置误差分析
4.5 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 全文总结
5.2 未来展望
参考文献
作者简介 及在学期间取得的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]车载毫米波雷达国内外发展现状综述[J]. 韩宝石,王峥. 数字通信世界. 2019(09)
博士论文
[1]基片集成波导技术的研究[D]. 郝张成.东南大学 2006
硕士论文
[1]SIW缝隙阵列天线的设计与测量[D]. 曹飞飞.电子科技大学 2018
[2]W波段宽带SIW缝隙阵列天线设计[D]. 章广林.电子科技大学 2018
[3]低副瓣缝隙天线的研究[D]. 杨振.电子科技大学 2018
[4]基片集成波导缝隙天线阵及馈电网络研究[D]. 黄静.东南大学 2017
[5]W波段波导缝隙阵列天线及其应用研究[D]. 张剑.东南大学 2017
[6]W波段基片集成波导低副瓣阵列天线研究[D]. 王俊.电子科技大学 2017
[7]W波段基片集成波导缝隙阵天线设计[D]. 徐崇.哈尔滨工业大学 2016
[8]77GHz微带阵列天线的研究[D]. 段雷.哈尔滨工业大学 2016
[9]W波段FMCW异物探测雷达前端研究[D]. 张志才.电子科技大学 2016
[10]77GHz汽车防撞雷达系统一些关键技术研究[D]. 徐俊.东南大学 2015
本文编号：3725171
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