高增益高效率圓極化波導縫隙天線的研究.pdf

1、高增益天線始終是雷達、通信、遙感遙測、空間技術等諸多領域研究者們孜孜不倦追求的目標。而圓極化天線由于抗干擾能力強、能夠接受任意極化形式來波等而受到廣泛的關注。同時波導縫隙天線具有高增益、高效率、結構緊湊等優(yōu)點，因此本文基于傳統(tǒng)的波導縫隙陣列天線結構，研究高增益、高效率、圓極化天線的設計。論文內容主要包括:
　　第一，系統(tǒng)綜述了國內外圓極化波導縫隙天線的研究歷史以及發(fā)展狀況。
　　第二，提出了一種新穎的波導縫隙饋電圓極化貼片天

2、線的設計方法。天線在饋電波導寬邊開縱縫的基礎上，加載了一種改進型的切角貼片。圓極化性能由一對分裂的切角貼片來自由實現(xiàn)，改善的效率由饋電波導來獲得。最終設計加工了中心頻率為10.5GHz的1×10線陣。測得的阻抗帶寬為4％，軸比帶寬為3.3％，口徑效率為62％。以1×10線陣為基礎，構建16×10天線陣列仿真模型，仿真表明天線口徑效率可以達到87.9％。
　　第三，設計了一種新型波導縫隙加載薄金屬腔和十字縫隙的圓極化天線陣。該天線不

3、采用任何介質材料，從而進一步減少天線損耗、提高效率。輻射單元由三部分組成。分別是饋電波導、方形薄腔體以及在腔體上表面刻蝕的正交十字縫隙。耦合縫從饋電波導中將能量耦合至上方的腔體。腔體起著極化扭轉和阻抗匹配的作用。正交十字輻射縫產(chǎn)生兩種正交的電場模式形成圓極化波向自由空間輻射。本文設計了16×16平面陣列，仿真得到面陣的阻抗帶寬為2.3％，軸比帶寬為2％，增益為32.3dB，口徑效率達到了88.3％，實現(xiàn)了對天線高增益、高效率的要求。