印刷頻掃天線與錐狀波束天線研究.pdf

1、平面印刷天線由于其剖面低、結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕及易加工、易集成等優(yōu)點(diǎn)成為近年來(lái)天線領(lǐng)域發(fā)展迅速的一個(gè)重要分支，廣泛應(yīng)用于軍事和無(wú)線通信領(lǐng)域。然而具有不同方向圖特性的平面印刷天線在實(shí)際使用時(shí)，仍存在一些明顯的性能缺陷。本文針對(duì)印刷頻率掃描天線和錐狀波束天線在實(shí)際應(yīng)用中尚存的性能缺陷，進(jìn)行深入分析研究并給出解決方案。本論文的主要?jiǎng)?chuàng)新性工作可以概括如下:
　　1.基于印刷工藝實(shí)現(xiàn)的低耗高增益低副瓣頻率掃描天線陣列:針對(duì)印刷傳輸線在高頻和電長(zhǎng)

2、度較大情況下?lián)p耗過(guò)大而無(wú)法實(shí)現(xiàn)高增益頻率掃描天線的問(wèn)題，提出了基于偶模雙面懸置空氣帶狀線慢波移相結(jié)構(gòu)的頻率掃描縫隙天線陣列，實(shí)現(xiàn)了低頻率資源占用率、低損耗、高增益、低副瓣的良好性能，在8.9GHz-10.6GHz頻率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)-27.5°至+46°的波束掃描，16單元縫隙直線陣列測(cè)試增益為15.5dBi，頻帶內(nèi)增益起伏小于2.5dB，副瓣電平20dB。該方案中移相結(jié)構(gòu)、饋電功分器、縫隙輻射單元可以獨(dú)立設(shè)計(jì)，為低耗印刷頻率掃描天線陣列的設(shè)

3、計(jì)提供了新解決方案。
　　2.利用錐狀波束單元進(jìn)行柵瓣組陣的高增益大傾角雙波束和錐狀波束陣列天線:針對(duì)常見(jiàn)錐狀波束陣列天線和雙波束陣列天線隨著天線口徑的增大，波束傾斜角度逐漸減小，口徑效率降低的問(wèn)題，提出錐狀波束單元柵瓣組陣方案，以同時(shí)實(shí)現(xiàn)大傾角和高增益。設(shè)計(jì)實(shí)例實(shí)測(cè)中雙波束矩形陣列天線在±49.4°的波束指向角上獲得了16.6dBi增益;錐狀波束圓環(huán)陣列天線在±48°波束指向角上獲得了9dBi增益。文中給出詳細(xì)的陣列理論分析和設(shè)

4、計(jì)指導(dǎo)。
　　3.多點(diǎn)饋電形式的寬帶圓貼片錐狀波束天線:針對(duì)錐狀波束貼片天線帶寬較窄的問(wèn)題，提出了多點(diǎn)環(huán)路饋電形式的圓形貼片，利用環(huán)路和貼片的雙諧振以及磁耦合效應(yīng)，實(shí)測(cè)低剖面圓貼片錐狀波束天線在0.13λ0的電高度下實(shí)現(xiàn)了65.3％的相對(duì)阻抗帶寬，且整個(gè)帶寬范圍內(nèi)方向圖性能穩(wěn)定。詳細(xì)給出了該設(shè)計(jì)的原理分析、參數(shù)研究和設(shè)計(jì)指導(dǎo)。
　　4.錐狀波束和筆狀波束可重構(gòu)的共口徑寬帶圓貼片天線:針對(duì)現(xiàn)代移動(dòng)通信系統(tǒng)中半域覆蓋波束可重構(gòu)天