超宽带微带天线及共形波导缝隙阵列天线研究

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1、------------------------------------------------------------------------------------------------超宽带微带天线及共形波导缝隙阵列天线研究东南大学硕士学位论文姓名：殷康申请学位级别：硕士专业：电磁场与微波技术指导教师：徐金平20090201摘要摘要为了满足无线通信，雷达目标探测等民用和军用的需求，本文针对应用于超宽带（ｕｗＢ）通信系统的小型化微带天线和应用于毫米波探测系统的柱面共形波导缝隙天线阵列的分析设计及工程实现问题进行了深入的研究。主要研究进展包括以下两个方面：

2、１．提出了一种平面型准偶极子ＵＷＢ天线结构，并以此为基础，进一步提出了两种具有阻带特性的超宽带（ｕｗＢ）天线结构，完成了这三种新型ＵＷＢ天线的仿真设计和实验研究。首先参考渐变偶极子立体型宽带天线结构形式，提出了半圆准偶极子平面型ＵＷＢ天线结构，结合该天线在不同频点的表面电流分布，分析了该天线能够实现超宽带工作的原理，进行了天线性能的仿真分析和结构参数优化设计，制作了实验样品，实测得到该天线在３ＧＨｚ～１１ＧＨｚ内Ｖ——————————————————————————————————————------------------------------------

3、------------------------------------------------------------ＳＷＲ均小于２，完全可以满足超宽带系统对于天线的要求。接着，在该平面型准偶极子天线的馈线上引入Ｕ形ＤＧＳ带阻谐振器，使得该天线具备阻断某一频段内信号干扰的功能，分析了Ｕ形ＤＧＳ结构参数对于天线性能的影响，研制了具有单阻带特性的小型化ＵＷＢ天线，并对天线特性进行了测试，输入端驻波比频响特性测试结果与仿真结果一致。最后，通过在半圆形辐射单元上加载半波长谐振缝隙，设计了具有双阻带特性的超宽带天线，并且从等效电路的角度对该天线进行了分析。天线实测结果

4、表明，该天线在两个窄带３，５ＧＨｚ－－４．２５ＧＨｚ和５．５ＧＨｚ，，－６．０５ＧＨｚ内的电压驻波比基本超过２，而在２．８ＧＨｚ－１１ＧＨｚ的其他频带内电压驻波比均小于２，同时，该天线在Ｈ面内基本保持全向辐射的特一性。２．设计了一种基于圆环形弯波导的谐振性缝隙天线阵列，解决了阵列辐射单元布局、馈电网络优化设计以及工程实现中的关键技术，研制成功了柱面共形缝隙阵列天线实验样品。首先，基于全波仿真软件（ＨＦＳＳ），提取圆环形弯波导辐射缝隙等效导纳参数。接着，讨论了大型环形缝隙阵列方向图的近似计算方法。在圆周面内，利用全波仿真软件计算得到的单个缝隙的辐射特性，通过方向

5、图叠加，计算了整个环形阵列的周向辐射特性；在垂直面内，讨论了常用的几种直线阵列形式，并给出了具体的计算实例。最后，根据天线方向性图指标要求，利用前面计算结果设计了Ｋａ波段柱面共形波导缝隙天线——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------阵列以及其馈电网络，包括单层波导一微带过渡，探讨了一种新的加工方法，制作了工作在Ｋａ波段的圆柱共形波导缝隙阵

6、列天线实验样品，并完成了天线方向性图和输入端反射系数的实验测试。该天线在较小的体积内可以实现相对较高的增益，适合柱面载体毫米波系统的应用。关键词：超宽带天线，缺陷地结构（ＤＧｓ），槽线谐振器，具有阻带的超宽带天线，准偶极子天线，圆环形波导缝隙天线，柱面共形天线ＡｂｓｔｒａｃｔＡｂｓｔｒａｃｔＩｎｏｒｄｅｒｔｏｍｅｅｔｔｈｅｎｃｅｄ．ｓｏｆｎａｔｉｏｎａｌｃｉｖｉｌａｎｄｍｉｌｉｔａｒｙａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｆｏｒｗｉｒｅｌｅｓｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，ｒａｄａｒｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｉｓｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｍａｋｅｓｓｔｕｄｉｅｓｏｎ．ｔｈｅｃｈａｒａ

7、ｃｔｅｒｉｓｔｉｃｃｏｍｐａｃｔＵＷＢｐｒｉｎｔｅｄａｎｔｅｎｎａｗｉｔｈｂａｎｄ－ｎｏｔｃｈｅｄａｎｄａ’ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------ｗａｖｅｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｆｏｌｌｏｗｓ：ｃｏｎｆｏｒｍａｌｗａｖｅｇｕｉｄｅｓｌｏｔａｎｆｅｎｎａ．Ｔｈｅａｕｔｈｏｒ＇ｓｍａｉｎｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｎｃｌｕ

8、ｄｅｓｔｗｏｐａｒｔｓ１．ｔｗｏＡｑｕ