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微带反射阵天线研究

作　者: 汤奇
导　师: 吴群
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 电磁场与微波技术
关键词: 微带反射阵天线宽带电控波束扫描人工阻抗表面
分类号: TN822
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

微带反射阵天线结合反射面天线与微带阵列天线的部分优势,具有成本低、重量轻、易与有源控制电路集成等优点,受到越来越多的关注。然而传统微带反射阵单元相移带宽窄是阻碍微带反射阵天线的发展和实际应用的主要因素。本文从微带反射阵列天线的基本理论出发,采用双谐振及非谐振两种方法增加微带反射阵列单元的带宽,分别设计了正馈和偏馈固定波束微带反射阵天线。其中双谐振方法采用单层双圆环单元结构,其天线1dB增益带宽为36%。非谐振方法采用单元间距远小于谐振波长的矩形贴片,其1dB增益带宽为16%。仿真结果表明,相比于传统微带反射阵天线,两种设计方法均能够有效地增加天线带宽。随后本文采用“蘑菇型”结构加载变容二极管的方法实现电控相移单元,并构造一维波束扫描反射阵面。通过偏置电压控制每个单元变容二极管的电容值,可以实现微带反射阵面波束方向的控制。为了提高波束指向精度,设计一种改进型电控相移单元。为实现高精度和高效率的电控扫描微带反射阵天线做铺垫。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-13
  1.1 课题背景及研究目的和意义  8-10
  1.2 国内外研究现状  10-12
    1.2.1 研究历史背景  10
    1.2.2 国外研究现状分析  10-11
    1.2.3 国内研究现状分析  11-12
  1.3 本文的研究内容及结构  12-13
    1.3.1 本文的主要研究内容  12
    1.3.2 本文的结构安排  12-13
第2章微带反射阵天线基本理论  13-24
  2.1 引言  13
  2.2 阵面相移分布分析  13-14
  2.3 单元相移特性分析  14-18
    2.3.1 Floquet定理  15-16
    2.3.2 分析方法验证  16-18
  2.4 辐射特性及效率分析  18-20
  2.5 带宽特性及单元间距分析  20-21
  2.6 角锥喇叭馈源设计方法  21-22
  2.7 基本设计流程  22-23
  2.8 本章小结  23-24
第3章宽带微带反射阵天线分析与设计  24-36
  3.1 引言  24
  3.2 双谐振结构微带反射阵天线  24-29
    3.2.1 双环型反射单元设计  24-26
    3.2.2 正馈阵列天线设计  26-27
    3.2.3 偏馈反射阵天线设计  27-29
  3.3 非谐振微带反射阵列天线  29-35
    3.3.1 非谐振反射单元设计  29-31
    3.3.2 正馈阵列天线设计  31-33
    3.3.3 斜入射单元相位补偿研究  33-34
    3.3.4 偏馈反射阵天线设计  34-35
  3.4 本章小结  35-36
第4章电控扫描微带反射阵天线单元分析与设计  36-49
  4.1 引言  36
  4.2 Mushroom结构单元特性分析  36-39
    4.2.1 色散特性研究  37-38
    4.2.2 相移特性研究  38
    4.2.3 阻抗特性研究  38-39
  4.3 电控反射相移单元  39-44
  4.4 改进型电控反射相移单元  44-48
  4.5 本章小结  48-49
结论  49-50
参考文献  50-55
攻读硕士学位期间发表的论文  55-57
致谢  57

微带反射阵天线研究

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