基于硅基底K波段陣列式微帶天線的技術(shù)研究.pdf

1、現(xiàn)代戰(zhàn)爭中空中點對點通信技術(shù)是重要的關(guān)鍵技術(shù)，是立體化戰(zhàn)中不可缺少的支撐技術(shù)之一，它的先進性與否甚至可以決定整個戰(zhàn)爭的走向，所以備受人們的關(guān)注。如何實現(xiàn)空中節(jié)點通信設(shè)備的小型化和輕型化是目前國際研究的熱點。MEMS加工技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，為空中點對點通信設(shè)備在輕型化和小型化以及集成化等方面提供了有力的保證。把MEMS技術(shù)應(yīng)用在射頻通信領(lǐng)域中最大的優(yōu)越性是它可以把以前本來難以集成的電路芯片集成在一起，而且集成起來的芯片系統(tǒng)還具有尺寸小、重量

2、輕、剖面薄等優(yōu)點。在MEMS技術(shù)的條件下利用RF-MEMS開關(guān)把微帶天線和其他元器件集成在一起。這樣就可達成小型化和輕型化的目的。隨著MEMS加工技術(shù)的不斷發(fā)展，它在微波通信上的應(yīng)用必然會受到廣泛的關(guān)注。不僅如此，隨著MEMS技術(shù)在傳輸線、電感電容、移相器、濾波器、微帶天線等微波通信元件上的應(yīng)用，使它們具有體積小、重量輕、成本低等優(yōu)點所以所MEMS技術(shù)在微波器件上的應(yīng)用和研究是未來技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。
　　本課題來源于“十一五”軍

3、事預(yù)研項目中的“空中節(jié)點通信的輕型化技術(shù)”。本文所設(shè)計的高阻硅基底K波段微帶天線是在C波段和X波段的基礎(chǔ)上研究設(shè)計完成的。K波段微帶天線的輻射頻率范圍是18GHz-26.5GHz，利用天線的經(jīng)典理論與經(jīng)驗公式研究并設(shè)計了工作在K頻段的微帶陣列天線，最終經(jīng)過HFSS的仿真計算，把它的中心頻率定為22.38GHz，帶寬大于1.19GHz的基于MEMS高硅基底的微帶天線。與C波段和X波段相比，所設(shè)計的K波段微帶陣列天線的最大的問題是因為它本身

4、的頻率較高，這樣導(dǎo)致所設(shè)計出來的輻射單元的尺寸相對較小，在對其進行功率加載的時候會因散熱不及時的問題而導(dǎo)致溫度過高。本文采用了微細管導(dǎo)熱的的方式對微帶天線進行了散熱方面的處理。為了更好的滿足項目對微帶天線的功率和增益等參數(shù)性能的要求，本文在天線單元設(shè)計的基礎(chǔ)上設(shè)計了微帶天線陣列。計算了微帶天線陣列需要輻射單元的數(shù)量，同時也對微帶天線陣列的饋電網(wǎng)絡(luò)進行研究和設(shè)計，最終完成了1×2雙單元微帶天線陣列。經(jīng)過HFSS軟件仿真計算分析，得出所設(shè)計