超寬帶微帶天線及共形波導(dǎo)縫隙陣列天線研究.pdf

1、為了滿(mǎn)足無(wú)線通信，雷達(dá)目標(biāo)探測(cè)等民用和軍用的需求，本文針對(duì)應(yīng)用于超寬帶(UWB)通信系統(tǒng)的小型化微帶天線和應(yīng)用于毫米波探測(cè)系統(tǒng)的柱面共形波導(dǎo)縫隙天線陣列的分析設(shè)計(jì)及工程實(shí)現(xiàn)問(wèn)題進(jìn)行了深入的研究。主要研究進(jìn)展包括以下兩個(gè)方面： 1.提出了一種平面型準(zhǔn)偶極子UWB天線結(jié)構(gòu)，并以此為基礎(chǔ)，進(jìn)一步提出了兩種具有阻帶特性的超寬帶(UWB)天線結(jié)構(gòu)，完成了這三種新型UWB天線的仿真設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)研究。首先參考漸變偶極子立體型寬帶天線結(jié)構(gòu)形式，提

2、出了半圓準(zhǔn)偶極子平面型UWB天線結(jié)構(gòu)，結(jié)合該天線在不同頻點(diǎn)的表面電流分布，分析了該天線能夠?qū)崿F(xiàn)超寬帶工作的原理，進(jìn)行了天線性能的仿真分析和結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)，制作了實(shí)驗(yàn)樣品，實(shí)測(cè)得到該天線在3GHz～11GHz內(nèi)VSWR均小于2，完全可以滿(mǎn)足超寬帶系統(tǒng)對(duì)于天線的要求。接著，在該平面型準(zhǔn)偶極子天線的饋線上引入U(xiǎn)形DGS帶阻諧振器，使得該天線具備阻斷某一頻段內(nèi)信號(hào)干擾的功能，分析了U形DGS結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)于天線性能的影響，研制了具有單阻帶特性的小

3、型化UWB天線，并對(duì)天線特性進(jìn)行了測(cè)試，輸入端駐波比頻響特性測(cè)試結(jié)果與仿真結(jié)果一致。最后，通過(guò)在半圓形輻射單元上加載半波長(zhǎng)諧振縫隙，設(shè)計(jì)了具有雙阻帶特性的超寬帶天線，并且從等效電路的角度對(duì)該天線進(jìn)行了分析。天線實(shí)測(cè)結(jié)果表明，該天線在兩個(gè)窄帶3.5GHz～4.25GHz和5.5GHz～6.05GHz內(nèi)的電壓駐波比基本超過(guò)2，而在2.8GHz～11GHz的其他頻帶內(nèi)電壓駐波比均小于2，同時(shí)，該天線在H面內(nèi)基本保持全向輻射的特性。 2

4、.設(shè)計(jì)了一種基于圓環(huán)形彎波導(dǎo)的諧振性縫隙天線陣列，解決了陣列輻射單元布局、饋電網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計(jì)以及工程實(shí)現(xiàn)中的關(guān)鍵技術(shù)，研制成功了柱面共形縫隙陣列天線實(shí)驗(yàn)樣品。首先，基于全波仿真軟件(HFSS)，提取圓環(huán)形彎波導(dǎo)輻射縫隙等效導(dǎo)納參數(shù)。接著，討論了大型環(huán)形縫隙陣列方向圖的近似計(jì)算方法。在圓周面內(nèi)，利用全波仿真軟件計(jì)算得到的單個(gè)縫隙的輻射特性，通過(guò)方向圖疊加，計(jì)算了整個(gè)環(huán)形陣列的周向輻射特性；在垂直面內(nèi)，討論了常用的幾種直線陣列形式，并給出了具