一种紧耦合、高增益的宽带偶极子天线阵列的研究

发布时间：2017-08-03 16:18

  本文关键词：一种紧耦合、高增益的宽带偶极子天线阵列的研究

  更多相关文章： 紧耦合天线阵 宽频带 低交叉极化 增益

【摘要】：紧耦合天线阵近来称为阵列天线研究的热点。与传统的阵列天线中避免阵元间互耦效应的设计方法相比,这类天线阵列是有效的利用阵元间的互耦作用,通过抑制天线单元末端表面电流的衰减,来达到展宽天线频带的效果。偶极子天线由于其结构简单、较好的极化特性和易于组阵的特点,常用作阵列天线的单元。本文基于紧耦合天线阵理论,对这类天线阵列展开了相关的研究。本文内容主要包括以下几个方面：首先,本文简述了紧耦合天线阵列的研究背景及意义,并介绍了国内外的研究现状,接着,详细论述了阵列天线的相关理论和紧耦合天线阵的工作原理。其次,设计了一款具有低交叉极化特性的宽带偶极子天线。通过将振子臂两侧折起,一方面,缩小了偶极子的物理尺寸,实现了天线的小型化。另一方面,利用折起部分产生的容性,有效实现的天线频带的展宽。此外,设计了一个微带线渐变的巴伦结构,实现了阻抗的平衡—非平衡转换。通过电磁仿真软件对天线进行仿真优化以及对天线实物进行加工制作,天线的阻抗带宽达到了71.78%,交叉极化在频段内达到-20dB以下,平均增益达到3dB。最后,将上述设计的偶极子天线作为阵列天线的单元天线,并且按照一维线阵的方式排列,设计了一款紧耦合、高增益的宽带四元天线阵。通过调整优化阵元间横向和纵向交错的距离,利用阵元间产生的紧耦合作用,展宽天线的带宽。为了获得定向辐射特性,设计了一个弧形反射板,上下两端分别加有一款倾斜的挡板,以抑制电磁波绕射产生的旁瓣和后瓣。通过电磁仿真软件对天线进行建模优化,阻抗带宽达到了85.25%,E面辐射方向图上的主瓣宽度达到20。,平均增益达到了15dB。
【关键词】：紧耦合天线阵 宽频带 低交叉极化 增益
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN820.15
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.3 本文的主要工作和内容安排13-15
• 第2章 紧耦合天线阵列技术15-30
• 2.1 阵列天线的基本理论15-19
• 2.1.1 线性阵列15-16
• 2.1.2 天线的性能参数16-17
• 2.1.3 天线的极化17-19
• 2.2 单元天线间的互耦效应19-22
• 2.3 紧耦合天线阵列的基本理论22-29
• 2.3.1 紧耦合天线阵列理论22-26
• 2.3.2 紧耦合天线阵列的等效电路26-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第3章 一种低交叉极化的宽带偶极子天线的设计30-46
• 3.1 偶极子天线30-35
• 3.1.1 偶极子天线基本理论30-31
• 3.1.2 几种典型的偶极子天线31-35
• 3.2 一种低交叉极化的宽带偶极天线35-44
• 3.2.1 天线结构35-36
• 3.2.2 天线设计及仿真结果分析36-38
• 3.2.3 阻抗变化巴伦结构设计38-41
• 3.2.4 天线性能分析41-44
• 3.3 本章小结44-46
• 第4章 紧耦合高增益的定向偶极子天线阵列46-62
• 4.1 引言46
• 4.2 反射板结构46-51
• 4.2.1 反射板结构基本理论46-47
• 4.2.2 加反射板的偶极子天线单元47-51
• 4.3 紧耦合高增益的定向偶极子天线阵列51-61
• 4.3.1 天线结构51-52
• 4.3.2 天线设计及仿真结果分析52-57
• 4.3.3 天线性能分析57-61
• 4.4 本章小结61-62
• 全文总结与展望62-64
• 致谢64-65
• 参考文献65-69
• 攻读硕士学位期间发表的论文69

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本文编号：615231