微带反射阵列天线的研究与设计

发布时间：2017-08-05 07:15

  本文关键词：微带反射阵列天线的研究与设计

  更多相关文章： 微带反射阵列 带宽 相位补偿 相移特性 波导模拟器

【摘要】：平面反射阵列天线(reflectarray antenna)具有体积小、重量轻、增益高、馈电结构简单等优点,成为了当前天线领域中的一个研究热点。但是,微带反射阵列天线工作带宽较窄(10%左右),限制了它在现代大容量通讯系统中的应用。因此,如何拓展带宽特性就成为了当前微带反射阵列天线的研究重点。基于这一背景,本论文在研究平面反射阵列天线文献成果的基础上,开展了对扩展反射阵列天线带宽性能的研究,提出两款新的宽带反射单元结构。研究过程中采用了无限周期单元分析方法,仿真分析了这两个新反射单元结构的相移特性。仿真结果表明,新结构的相移范围、相移曲线线性度、相移曲线敏感度都优于文献成果。论文还完成了基于这两款新单元结构的平面反射阵列天线的组阵设计、性能仿真和实验验证测试,结果表明该两款阵列天线相对工作带宽分别提升到了17%和20%左右。本论文主要的工作内容如下:1.微带反射阵列天线的理论研究、仿真方法研究。采用波导模拟器法(WGA)对文献中反射单元结构进行建模仿真、结果对比分析,验证并掌握了WGA仿真方法;2.微带反射阵列天线宽带影响因素的分析。根据单元相移特性指标,具体分析了影响单元带宽的主要因素,并针对性地给出了相应的解决方案;3.基于传统单元结构的研究,提出通过增加谐振结构的方式来拓展带宽,并获得两款具有宽带性能的反射单元新结构。论文完成其相移范围、线性度、敏感度的研究和优化;4.基于新单元结构,完成平面反射阵列天线的组阵研究与设计。经过仿真和实验测试,结果表明基于新单元结构单元的平面反射阵列天线的相对带宽分别提升到了17%和20%左右。论文工作和提出的新结构,对平面反射阵列天线的理论与工程应用有一定的参考意义。
【关键词】：微带反射阵列 带宽 相位补偿 相移特性 波导模拟器
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN822
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 绪论12-19
• 1.1 研究背景及意义12-13
• 1.2 发展历史及研究现状13-15
• 1.3 论文的主要工作及工作安排15-19
• 1.3.1 论文的主要工作15-17
• 1.3.2 论文的内容安排17-19
• 第二章 微带反射阵列天线的工作原理及分析方法19-32
• 2.1 微带反射阵列天线的工作原理19-20
• 2.2 阵列单元之间的空间相位延迟20
• 2.3 微带反射阵列单元相移特性的分析方法20-26
• 2.3.1 孤立单元模型21
• 2.3.2 无限周期单元模型21-26
• 2.4 微带反射阵列单元四种典型的相位补偿方式26-29
• 2.4.1 加载传输线型26-27
• 2.4.2 旋转型27-28
• 2.4.3 槽缝型28-29
• 2.4.4 可变尺寸型29
• 2.5 微带反射阵列单元的相位补偿原理29-31
• 2.6 本章小结31-32
• 第三章 微带反射阵列天线的带宽分析32-41
• 3.1 天线单元的相移特性指标32-34
• 3.1.1 最大移相范围33
• 3.1.2 单元容差敏感度33
• 3.1.3 带宽33-34
• 3.2 微带反射阵列天线带宽的主要影响因素34-37
• 3.2.1 馈源的工作带宽34
• 3.2.2 单元之间的间距34-35
• 3.2.3 不同位置单元空间延迟的相位补偿误差35
• 3.2.4 阵列单元自身的工作带宽35-37
• 3.3 拓展带宽的解决方案37-40
• 3.3.1 通过降低单元Q值来拓展带宽37-40
• 3.3.2 通过增加谐振单元来拓展带宽40
• 3.4 本章小结40-41
• 第四章 新结构宽带反射阵列单元41-52
• 4.1 缺口双方环单元43-46
• 4.1.1 单元结构43
• 4.1.2 单元结构参数对移相性能的影响43-46
• 4.2 三圆环单元46-51
• 4.2.1 单元结构46-47
• 4.2.2 单元结构参数对移相性能的影响47-51
• 4.3 本章小结51-52
• 第五章 微带反射阵列天线的设计52-64
• 5.1 反射单元的组阵设计方法52-53
• 5.2 Ku波段 5×5 宽带反射阵列设计53-58
• 5.2.1 组阵设计53-55
• 5.2.2 阵列仿真与加工测试55-58
• 5.3 Ka波段 1×15一维阵列设计58-63
• 5.3.1 组阵设计58-60
• 5.3.2 阵列仿真与加工测试60-63
• 5.4 本章小结63-64
• 第六章 结论与展望64-66
• 6.1 全文工作总结64
• 6.2 未来工作展望64-66
• 致谢66-67
• 参考文献67-74
• 攻硕期间取得的研究成果74-75

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本文编号：623606