平面集成圓極化天線和多波束天線的研究.pdf

1、圓極化天線和多波束天線在衛(wèi)星通信、導(dǎo)航、雷達(dá)、無(wú)線通信等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用。本文基于基片集成波導(dǎo)(SIW)和半?；刹▽?dǎo)(HMSIW)技術(shù)對(duì)高性能圓極化天線和多波束天線進(jìn)行了比較深入的研究?；赟IW結(jié)構(gòu)，提出了一些新穎的輻射單元，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一些高性能的圓極化天線陣列。設(shè)計(jì)了多種基于SIW和HMSIW的多波束饋電網(wǎng)絡(luò)和高性能、平面化、低成本的多波束天線，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。本文主要工作如下：
　　 第一章簡(jiǎn)單介紹了SI

2、W、HMSIW結(jié)構(gòu)及分析和測(cè)試方法。討論了一些可以在SIW、HMSIW上實(shí)現(xiàn)的輻射單元以及相應(yīng)的分析方法與等效電路。闡述了縫隙天線陣列綜合的一些常用方法。
　　 第二章研究了基于SIW結(jié)構(gòu)的圓極化天線及陣列。設(shè)計(jì)了SIW漏波雙波束圓極化天線、基于匹配縫隙對(duì)結(jié)構(gòu)的SIW圓極化行波線性陣列，以及基于匹配縫隙對(duì)結(jié)構(gòu)的高增益、低副瓣、低軸比圓極化天線(增益約30dB、旁瓣電平小于-20dB、軸比約0.7dB)。詳細(xì)闡述了這些天線的設(shè)計(jì)步

3、驟、仿真模型、以及測(cè)試結(jié)果。測(cè)試結(jié)果與仿真結(jié)果的良好吻合驗(yàn)證了設(shè)計(jì)方法的準(zhǔn)確性。這部分研究結(jié)果已被IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters、電波科學(xué)學(xué)報(bào)等國(guó)內(nèi)外核心刊物錄用。
　　 第三章是對(duì)于平面上多波束天線的饋電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行研究，提出并設(shè)計(jì)了基于HMSIW結(jié)構(gòu)的Butler矩陣、基于SIW的低副瓣Butler矩陣、雙層SIW結(jié)構(gòu)的Blass矩陣。為了檢驗(yàn)結(jié)果的正確性，所有的饋電

4、網(wǎng)絡(luò)都進(jìn)行了S參數(shù)測(cè)試以及天線方向圖的測(cè)試，測(cè)試結(jié)果都很好的符合設(shè)計(jì)指標(biāo)。其中。低副瓣SIW Butler矩陣的每個(gè)波束旁瓣均低于傳統(tǒng)Butler矩陣的理論值(-13dB)，具有較高性能，而SIW Blass矩陣可以同時(shí)饋給多達(dá)16個(gè)天線輻射單元，形成較窄的多個(gè)波束。相關(guān)研究成果已在微波學(xué)報(bào)、APMC2008(亞太微波會(huì)議)上發(fā)表，并被IEEE Microwave and Wireless Components Letters錄用。

5、r>　　 第四章介紹了一個(gè)多波束天線的應(yīng)用。針對(duì)未來(lái)以MIMO為核心技術(shù)的分布式移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，為提高通信容量，降低干擾而設(shè)計(jì)了一種基于SIW的24個(gè)波束的多波束天線原型。該天線的24個(gè)波束兩兩之間以-3dB交疊，并且均勻覆蓋整個(gè)圓周方向。詳細(xì)闡述了MIMO無(wú)線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，多波束天線在MIMO中的應(yīng)用，24波束天線的設(shè)計(jì)過(guò)程、仿真模型以及測(cè)試結(jié)果。這部分研究成果已被IEEETransactions on Antennas and Prop