具有金属栅格侧壁的超宽带双脊喇叭天线的设计与分析

发布时间：2024-07-01 20:41

　　超宽带天线在通信系统中有着重要的运用,其中一种典型的设计形式即为加脊喇叭天线,这种天线被广泛地应用于生活的许多方面,例如:车载雷达、数字通信、测量测距以及安检成像系统等。为了同时实现加脊喇叭天线的阻抗超宽带与稳定的方向图超宽带,本文设计并定量分析了一种可以应用于1-40 GHz频段的具有金属栅格侧壁并加载透镜的双脊喇叭天线。首先设计了一种TEM加脊喇叭天线,该天线的阻抗带宽为1.7-18 GHz,方向图主瓣在16 GHz时开始分裂。为解释天线的超宽带辐射工作机理,利用CST Microwave Studio?软件对天线进行仿真。仿真结果表明,TEM加脊喇叭的辐射主要由脊上的电流产生。通过仿真获得天线的表面电流数据建立TEM加脊喇叭天线的等效行波电流模型。根据该模型计算出的方向图与仿真方向图吻合地很好,证明了所提出模型的正确性,解释了TEM加脊喇叭的辐射机理。接着在TEM加脊喇叭天线的基础上设计了一种带有金属栅格侧壁的超宽带双脊喇叭天线。金属栅格的引入将天线的最低工作频点从1.7 GHz降低为1GHz,抑制了方向图主瓣在16-18 GHz频段内分裂凹陷的现象同时提高了增益。从电容电感谐振...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景和意义
    1.2 国内外在该方向的研究现状及分析
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 国内外文献综述的简析
    1.4 本文的主要研究内容
        1.4.1 设计指标
        1.4.2 各章主要内容
第2章 加脊喇叭天线的基础理论
    2.1 引言
    2.2 TEM喇叭
    2.3 加脊喇叭
        2.3.1 脊波导理论
        2.3.2 脊结构
    2.4 行波天线
        2.4.1 行波电流
        2.4.2 V型天线
    2.5 口径场的辐射
        2.5.2 矩形口径均匀场辐射
        2.5.3 矩形口径余弦场辐射
    2.6 口径相位偏差
        2.6.1 直线律相位偏差
        2.6.2 平方律相位偏差
        2.6.3 立方律相位偏差
    2.7 本章小结
第3章 超宽带TEM加脊喇叭天线的设计与分析
    3.1 引言
    3.2 天线结构
    3.3 主要结构参数对天仿真结果的影响
        3.3.1 方向图
        3.3.2 反射系数
    3.4 优化后的结果及特点
    3.5 TEM喇叭天线辐射特性分析
        3.5.1 脊上电流分析
        3.5.2 电流模型的建立
        3.5.3 电流模型的计算结果与分析
    3.6 本章小结
第4章 带有金属栅格侧壁的超宽带双脊喇叭天线的设计与分析
    4.1 引言
    4.2 矩形带条对天线性能的影响与分析
        4.2.1 反射系数
        4.2.2 方向图与增益
    4.3 天线优化后的结果及特点
        4.3.1 优化后的天线结构尺寸
        4.3.2 优化后天线的辐射特性与阻抗带宽
    4.4 本章小结
第5章 加载透镜的超宽带双脊喇叭天线
    5.1 引言
    5.2 介质透镜的设计
        5.2.1 焦距的计算与透镜的设计
        5.2.2 仿真结果对比与分析
        5.2.3 透镜加载喇叭天线的仿真结果及特点总结
    5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果
致谢



本文编号：3999158