基于周期結(jié)構(gòu)的強(qiáng)耦合陣列天線的設(shè)計(jì).pdf

1、隨著現(xiàn)代無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展，強(qiáng)耦合陣列天線在相控陣?yán)走_(dá)、空間探測、移動通信等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。因此，研究提升強(qiáng)耦合陣列天線的阻抗帶寬有著重要理論意義和實(shí)用價(jià)值。
　　作者的主要工作可概括為：
　　1.研究了具有金屬地板的頻率選擇表面（FSS），提出了一種加載磁介質(zhì)的FSS復(fù)合結(jié)構(gòu)。通過對單層FSS、雙層FSS以及加載磁介質(zhì)的FSS進(jìn)行了大量的仿真分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)，研究了各個尺寸參數(shù)對于 FSS頻率特性的影響。設(shè)計(jì)出工作在

2、3.6-7.2GHz頻段內(nèi)的單層FSS復(fù)合結(jié)構(gòu)，其反射系數(shù)小于-10dB，反射相位在-90~+90度之間。為了提升復(fù)合結(jié)構(gòu)的工作帶寬，設(shè)計(jì)出雙層 FSS復(fù)合結(jié)構(gòu)，其工作帶寬增加了17％。在此基礎(chǔ)上，通過加載磁介質(zhì)進(jìn)一步增加了 FSS復(fù)合結(jié)構(gòu)的工作帶寬，研究表明在2.9-5.7GHz范圍內(nèi)反射系數(shù)小于-10dB，并且反射相位在-90~+90度之間變化平穩(wěn)。
　　2.基于強(qiáng)耦合陣列的帶寬極限原理，研究了展寬強(qiáng)耦合陣列天線阻抗帶寬的方法

3、。為了降低剖面和增加帶寬，分別設(shè)計(jì)了加載單層FSS、加載雙層FSS以及加載具有磁介質(zhì)的FSS無限大強(qiáng)耦合陣列天線。其中，單元結(jié)構(gòu)采用交疊偶極子的形式。通過大量仿真優(yōu)化，結(jié)果表明，加載單層FSS的陣列工作帶寬倍頻程可以達(dá)到18.7，加載雙層FSS的陣列工作帶寬倍頻程可以達(dá)到35.5，加載具有磁介質(zhì)的FSS陣列的工作帶寬倍頻程可以達(dá)到46.9。
　　3.研究了有限大強(qiáng)耦合陣列天線。其中采用加載單層FSS的復(fù)合結(jié)構(gòu)，分別設(shè)計(jì)了2?8和1

4、?8的強(qiáng)耦合陣列，分析了不同單元在相掃時的有源駐波比的變化。并進(jìn)行加工、組裝和測試了1?8的強(qiáng)耦合陣列，陣列的整體尺寸為00??0.12?，剖面高度為0.17?low。測試結(jié)果與仿真結(jié)果一致，實(shí)現(xiàn)了3.5倍頻的工作帶寬。設(shè)計(jì)了一種加載磁介質(zhì)的2?8強(qiáng)耦合陣列天線，分析了其不同單元的阻抗特性。陣列在1.5GHz，5GHz以及11GHz頻點(diǎn)處增益分別為6.5dBi，9dBi和18.4dBi，對應(yīng)的陣列整體尺寸分別為0.15??0.6?，0.