波束掃描微帶反射陣列的研究.pdf

1、微帶反射陣天線作為一種新型結(jié)構(gòu)天線，以其高增益、可電控波束掃描、結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)，越來(lái)越多的應(yīng)用于各類遠(yuǎn)距離無(wú)線通信系統(tǒng)中。本文從最基礎(chǔ)的反射單元入手進(jìn)行分析，并對(duì)反射陣列實(shí)現(xiàn)波束掃描功能以及可控掃描軌跡等方向展開(kāi)分析研究。
　　第一章為總括章，講解本文工作的研究背景與意義。首先敘述了反射陣天線的產(chǎn)生于發(fā)展的過(guò)程，然后對(duì)反射陣列近期的研究現(xiàn)狀與重點(diǎn)研究方向進(jìn)行了闡述，最后提出了本文的研究?jī)?nèi)容。
　　第二章介紹了反射陣列的工

2、作原理及分析方式，首先對(duì)各項(xiàng)工作特性進(jìn)行了基本的理論分析。然后詳細(xì)介紹了微帶單元仿真的幾種建模與邊界設(shè)置方式及對(duì)比，之后闡述了常見(jiàn)的多種微帶結(jié)構(gòu)單元的相移原理及自身優(yōu)劣，從而為之后提出的所用的太赫茲微帶陣列單元打下了基礎(chǔ)。
　　第三章在之前章節(jié)的討論后，提出了一款工作在225GHz～315GHz頻段的多諧振單層微帶反射陣列單元，并對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)的分析，具有良好的線性移相特性及較大的相移范圍。然后對(duì)陣列實(shí)現(xiàn)的步驟程序進(jìn)行了描述，最后

3、對(duì)陣列可以實(shí)現(xiàn)的波束掃描范圍進(jìn)行了討論，提出了理論上一組掃描角與頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系可以實(shí)現(xiàn)的幾個(gè)條件。
　　第四章是本文的研究重點(diǎn)，根據(jù)第三章所提出的理論設(shè)計(jì)了優(yōu)化程序求得了使用上一章單元時(shí)陣面可以實(shí)現(xiàn)的掃描角頻率關(guān)系的區(qū)間。之后根據(jù)所得計(jì)算結(jié)果，從中選擇一組理論上可行的掃描關(guān)系進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，并進(jìn)行了實(shí)物加工及實(shí)驗(yàn)測(cè)試，測(cè)試結(jié)果與仿真結(jié)果具有良好的一致性。在225GHz～315GHz頻率范圍內(nèi)，增益范圍為21.03～26.12d dB

4、i。然后又進(jìn)行了頻率掃描可控軌跡反射陣列的設(shè)計(jì)，使用第三章所述單元設(shè)計(jì)了一款圓弧掃描軌跡掃描陣列。在225GHz～315GHz頻率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了俯仰角固定10°，同時(shí)方位角從65°到120°的掃描功能。
　　第五章討論了從反射陣列理論出發(fā)，結(jié)合透鏡的設(shè)計(jì)理念，針對(duì)目前的通信領(lǐng)域的應(yīng)用要求，設(shè)計(jì)了兩款款可調(diào)相位補(bǔ)償?shù)钠矫嫱哥R單元，第一種為微帶疊層貼片的非諧振結(jié)構(gòu)單元，可以實(shí)現(xiàn)±35°的掃描范圍。第二種單元借助收發(fā)天線式設(shè)計(jì)，使用移相線