毫米波高增益寬帶磁電偶極子天線陣列的研究.pdf

1、高增益毫米波平面天線陣具有低剖面、易于集成的結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)，是未來(lái)高速毫米波無(wú)線通信系統(tǒng)的關(guān)鍵器件之一。本文針對(duì)傳統(tǒng)毫米波天線陣列存在的帶寬較窄、饋電網(wǎng)絡(luò)插入損耗較大和加工成本較高的三個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，采用電磁全波仿真計(jì)算與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方法，研究設(shè)計(jì)了具有寬帶高增益特性的毫米波基片集成波導(dǎo)饋電磁電偶極子天線陣列。所設(shè)計(jì)的天線可采用低成本印刷電路板工藝加工實(shí)現(xiàn)，具有良好的研究和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　本文的主要工作和創(chuàng)新如下:
　　1.基

2、于直通，反射傳輸線方法(Thru-Reflect Line，TRL)分析對(duì)比了微帶線、基片集成波導(dǎo)和基片集成空氣波導(dǎo)三種傳輸線在毫米波頻段的損耗特性，并采用低成本印刷電路板技術(shù)對(duì)基片集成空氣波導(dǎo)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加工測(cè)試，從而為低損耗天線陣列饋電網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。
　　2.設(shè)計(jì)了新型縫隙耦合饋電的毫米波磁電偶極子天線，該天線單元可集成于單層介質(zhì)基板內(nèi)，且具有很寬的工作帶寬和穩(wěn)定的定向輻射特性。分別采用基片集成波導(dǎo)和基片集成空氣波導(dǎo)結(jié)構(gòu)

3、設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了2×4規(guī)模的子陣列饋電網(wǎng)絡(luò)和并聯(lián)主饋電網(wǎng)絡(luò)。在不增加饋電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜度的前提下有效降低了傳統(tǒng)基片集成波導(dǎo)饋電網(wǎng)絡(luò)的介質(zhì)損耗，從而提升了大規(guī)模天線陣列的輻射效率與增益。采用縫隙耦合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了寬帶主饋電網(wǎng)絡(luò)與子饋電網(wǎng)絡(luò)間的互連結(jié)構(gòu)，以及標(biāo)準(zhǔn)饋電波導(dǎo)至基片集成空氣波導(dǎo)轉(zhuǎn)接結(jié)構(gòu)。
　　3.基于所提出的寬帶、低損耗天線單元與饋電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在E波段(71GHz-86GHz)和Ka波段(26.5GHz-40GHz)設(shè)計(jì)了8×8和16×