基于超表面的新型宽频带反射阵列天线与新型FSS天线罩设计

发布时间：2023-01-08 13:54

　　人工电磁超表面是二维平面型超材料,是一种由亚波长单元组成且具有控制电磁波功能的二维表面结构。由于其具有剖面低、体积小、成本低等优势,在目前很多领域受到极大关注,尤其是将超表面技术应用在反射阵列天线领域。在当前移动通信系统环境下,要求天线具有更好的带宽特性。同时,为了保护天线和提高天线的电磁兼容性能,为天线加载具有滤波特性的天线罩是一种有效的方法。本文概述了微带平面反射阵列天线的基础理论研究,围绕反射阵列天线的带宽特性以及为加载频率选择表面（Frequency Selective Surface,FSS）天线罩进行创新设计,具体工作内容如下:1.根据拓展反射阵列天线带宽的方法,提出了一款宽频带的新型反射阵列单元结构。该结构利用菲尼克斯单元,采用对称边界的波导模拟法进行建模仿真,仿真结果显示新单元结构的反射相移曲线具有良好的线性度和360°的相移范围,降低了相位误差以保证天线带宽的提高。单元通过组阵成反射平面后对天线在28 GHz进行模拟仿真,结果显示-1 dB增益带宽可以达到30.7%。2.由于高频段天线的尺寸减小导致工作空间受限,需要利用小型化设计单元结构使其在有限的空间内拥有更多的单... 

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
1. 绪论
    1.1. 研究背景及意义
    1.2. 国内外研究现状
    1.3. 论文主要研究内容
2. 微带反射阵列天线的工作原理及带宽分析
    2.1. 微带反射阵列天线的工作原理
    2.2. 微带反射阵列单元的相位延迟原理
    2.3. 微带反射阵列单元的分析方法
        2.3.1. 孤立单元模型
        2.3.2. 无限周期单元模型
    2.4. 几种传统典型的微带反射相移单元
        2.4.1. 整体尺寸可变型单元
        2.4.2. 加载传输线型单元
        2.4.3. 旋转型单元
        2.4.4. 开槽型单元
    2.5. 微带反射阵列天线的带宽分析
        2.5.1. 反射阵列天线单元相关移相特性指标
        2.5.2. 微带平面反射阵列天线带宽影响因素
        2.5.3. 具备宽带特性单元的条件与标准
    2.6. 微带反射阵列天线的宽频带的设计方法
        2.6.1. 中小型口径的反射阵列天线
        2.6.2. 大型口径的反射阵列天线
    2.7. 本章小结
3. 基于超表面的新型宽频带反射阵列天线设计
    3.1. 引言
    3.2. 新型宽频带特性单元设计
    3.3. 单元结构的仿真分析
    3.4. 10×10单元反射阵列的设计与仿真
        3.4.1. 平面反射阵列设计方法
        3.4.2. 仿真过程
        3.4.3. 仿真结果
    3.5. 本章小结
4. 基于2.5维结构的新型FSS天线罩设计
    4.1. 引言
    4.2. 小型化FSS天线罩单元的设计方法
        4.2.1. 增加集总元件
        4.2.2. 减小双层结构单元介质基板厚度
        4.2.3. 采用2.5维单元结构
    4.3. 基于2.5维结构的新型FSS天线罩设计
        4.3.1. 2.5维直线型小型化FSS天线罩单元的介绍
        4.3.2. 2.5维折线型小型化FSS天线罩单元设计
    4.4. 单元等效电路的分析
        4.4.1. 等效电路法原理
        4.4.2. 2.5维折线型单元的等效电路模型与结果分析
    4.5. 2.5维折线型FSS天线罩单元加工与测试
    4.6. 本章小结
5. 总结与展望
    5.1. 研究内容总结
    5.2. 展望
致谢
参考文献
研究生期间发表的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]频率选择表面及其在隐身技术中的应用[J]. 卢俊,高劲松,孙连春.  光机电信息. 2003(09)



本文编号：3728592