基于左手材料的小型化定向天线

发布时间：2017-08-13 03:35

  本文关键词：基于左手材料的小型化定向天线

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【摘要】：根据设计需求,设计了一款基于左手结构的毫米波透镜16阵子微带阵列天线,其工作频率为35GHz。研究内容:研究内容分为理论计算部分与仿真部分,理论计算主要推导了远场区辐射特性,天线各部分尺寸;仿真部分主要参照理论计算值做出模型,并利用HFSS仿真功能,验证理论计算值。具体研究方案及解决问题如下:1.利用传输线模型法分析了微带天线远场区电场强度,并计算出远场区方向图,并据此求出E面H面的方向图,根据阻抗分析推导出天线的谐振频率,利用空腔模型法推导天线增益与辐射效率,根据理论计算公式计算出微带天线尺寸,并在HFSS中构建模型仿真。2.推导阵列天线阵因子方向图函数,并结合微带天线推导出微带阵列天线远场区电场强度公式,依据此计算微带阵列天线远场方向图,并推导出阵列天线波束角宽度计算公式,依据波束角计算公式反推出微带阵列天线的阵子间距,并按照理论值设计16阵子微带阵列天线,仿真之后对比理论数据。3.根据射线追踪法进行毫米波透镜几何结构推导,选定透镜材料,确定透镜尺寸,推导出毫米波透镜微带阵列天线远场区电场,并推导出远区方向函数,依据方向图推导出此时波束角宽度计算公式,增益计算公式,按照推导出的理论几何结构值设计毫米波透镜微带阵列天线,仿真对比理论值,分析误差原因。4.介绍左手材料性能,理论分析SRR作为反射板的可行性,将SRR作为反射基板加入设计好的毫米波透镜微带阵列天线,仿真对比不加左手结构天线辐射特性。
【关键词】：微带天线 阵列 毫米波透镜 左手结构
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN822
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 左手结构透镜微带阵列天线的研究目的与意义9-10
• 1.2 微带透镜天线研究现状与发展趋势10-11
• 1.3 左手材料天线研究现状与发展趋势11-12
• 1.4 本文主要工作与内容12-15
• 第2章 整体天线结构分析15-27
• 2.1 设计目的15
• 2.2 方案选择与理论分析15-20
• 2.3 设计思路20-21
• 2.4 整体结构以及尺寸21-22
• 2.4.1 整体结构21
• 2.4.2 结构尺寸21-22
• 2.5 HFSS仿真22-25
• 2.6 小结25-27
• 第3章 基于左手结构天线研究27-79
• 3.1 左手结构天线总体结构27-30
• 3.2 输入阻抗分析30-58
• 3.2.1 透镜微带天线输入阻抗分析方法30
• 3.2.2 透镜微带天线输入阻抗分析思路30
• 3.2.3 透镜阵列天线输入阻抗分析30-37
• 3.2.4 毫米波透镜尺寸对于阻抗影响37-41
• 3.2.5 天线频率对于阻抗影响41-43
• 3.2.6 介质材料对于阻抗影响43-49
• 3.2.7 左手结构尺寸对于阻抗的影响49-58
• 3.3 波束角宽度分析58-77
• 3.3.1 透镜微带天线波束角宽度分析方法58
• 3.3.2 透镜微带天线波束角宽度分析思路58
• 3.3.3 透镜阵列天线波束角宽度分析58-66
• 3.3.4 毫米波透镜尺寸对于波束角影响66-71
• 3.3.5 天线频率对于波束角影响71-72
• 3.3.6 介质材料对于波束角影响72-77
• 3.4 小结77-79
• 第4章 天线基本仿真79-95
• 4.1 微带天线仿真分析79-83
• 4.1.1 微带天线尺寸计算79-80
• 4.1.2 微带天线仿真分析80-83
• 4.2 微带阵列天线仿真分析83-89
• 4.2.1 阵元间距仿真分析84-85
• 4.2.2 微带天线馈电网络分析85-87
• 4.2.3 微带阵列天线仿真87-89
• 4.3 毫米波透镜微带阵列天线的仿真89-91
• 4.3.1 毫米波透镜微带阵列天线的仿真分析89-91
• 4.4 基于左手材料的小型化定向天线仿真91-94
• 4.5 小结94-95
• 结论95-97
• 参考文献97-99
• 攻读硕士学位期间所发表的学术论文99-101
• 致谢101

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本文编号：665195