基片集成波导漏波天线及其阵列研究

发布时间：2023-05-25 05:21

　　漏波天线自上世纪40年代被提出以来,就因其良好的辐射特性和频率扫描特性成为天线领域的研究热点之一,并被广泛应用于飞行器、高分辨率雷达以及移动卫星地面站等无线通信系统中。二十一世纪初期,基片集成波导作为一种新型的导波结构被提出,它集成了传统金属波导和平面导波结构的长处,具有高功率容量、低剖面结构以及低加工成本等优点,因此被广泛应用于各类微波器件的设计中,同时也为漏波天线的研究注入了新的生机与活力。本文基于基片集成波导结构,对漏波天线及其阵列的高效率、高增益、波束赋形以及方向图可重构这几方面的特性进行了研究,并设计了一系列适用于不同应用领域的新型漏波天线结构。本文的主要创新工作总结如下:1.基于双模混合辐射方法,提出了一种具有双波束和低旁瓣辐射特性的基片集成波导漏波天线阵列。该阵列由工作在基波辐射模式和-1次空间谐波辐射模式的两个天线单元构成。采用不对称的能量循环反向馈电结构,实现了可双端口切换馈电、双波束切换辐射的特性;通过对每个天线单元的口面场进行泰勒分布设计,实现了辐射方向图的低旁瓣特性。分析了该天线阵列的S参数、辐射方向图、增益和效率等特性,并与其他文献进行了比较,验证了本文设计的...

【文章页数】：132 页

【学位级别】：博士

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致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 漏波天线的研究现状
        1.2.2 基片集成波导的研究现状
        1.2.3 基片集成波导漏波天线研究现状
    1.3 本文研究内容和章节安排
2 基本理论与方法
    2.1 周期性漏波结构辐射机理
    2.2 漏波天线的辐射特性参数
        2.2.1 波束指向角
        2.2.2 波束宽度
        2.2.3 辐射效率
    2.3 实现特定口面场分布的漏波天线设计方法
    2.4 基片集成波导漏波天线理论
3 双波束低旁瓣漏波天线阵列研究
    3.1 工作原理与结构设计
        3.1.1 双波束的产生
        3.1.2 低旁瓣的实现
    3.2 结果与分析
        3.2.1 S参数
        3.2.2 辐射方向图
        3.2.3 增益和效率
        3.2.4 比较和分析
    3.3 本章小结
4 带有循环馈电网络的高效率漏波天线阵列研究
    4.1 原理和方法
    4.2 结构和设计
        4.2.1 基波辐射天线单元
        4.2.2 -1次空间谐波辐射天线单元
        4.2.3 基片集成波导漏波天线阵列
    4.3 结果和分析
        4.3.1 仿真结果
        4.3.2 测试结果
    4.4 本章小结
5 波束叠加方向图赋形漏波天线阵列研究
    5.1 工作原理与结构设计
        5.1.1 缝隙周期的选择
        5.1.2 缝隙长度的渐变
        5.1.3 缝隙宽度的设计
    5.2 结果与分析
        5.2.1 S参数
        5.2.2 辐射方向图
        5.2.3 增益和效率
    5.3 本章小结
6 复合缝隙波束赋形漏波天线研究
    6.1 原理和方法
    6.2 结构和设计
        6.2.1 由赋形方向图确定叠加波束的波束指向角
        6.2.2 不同缝隙周期的-1次空间谐波辐射天线结构
        6.2.3 天线结构参数与其辐射电场之间的关系研究
        6.2.4 加权系数的选择及复合缝隙结构参数的确定
    6.3 结果和分析
        6.3.1 波束赋形漏波天线的仿真结果
        6.3.2 提高辐射效率的双层能量循环馈电网络
        6.3.3 双层天线阵列的加工原型和实测结果
    6.4 本章小结
7 方向图可重构基片集成波导漏波天线研究
    7.1 原理和方法
    7.2 结构和设计
    7.3 加工和偏置
    7.4 结果和分析
    7.5 本章小结
结束语
参考文献
作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集



本文编号：3823012