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微带阵列天线互耦抑制技术的研究

作　者: 江莉
导　师: 肖绍球
学　校: 电子科技大学
专　业: 无线电物理
关键词: 微带阵列天线缺陷地结构表面波互耦抑制扫描盲点
分类号: TN822
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 408次
引　用: 5次
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内容摘要

由于具有剖面薄、体积小、重量轻、造价低廉、便于集成等优点,微带天线及其阵列已经被广泛应用于各种无线通信及雷达系统中。但是,当微带天线及其阵列工作时,会在衬底中激励起表面波,这使得阵列单元间的互耦增大,天线及其阵列增益降低。而相控阵天线中,由于单元间的互耦效应将引起扫描盲点,影响扫描范围。本论文正是基于上述问题开展研究的。首先总结了光子晶体(PBG)、共面电子带隙(UC-EBG)及高阻抗表面在微带阵列天线单元之间互耦抑制方面的应用。然后,研究了缺陷地结构的特点、发展概况及应用。最后提出利用缺陷地结构(DGS)来抑制互耦,从而降低旁瓣,提高天线性能。仿真以及测试结果分析表明,DGS结构能够明显降低天线阵元之间的耦合,增大天线增益,消除相控阵扫描盲点。本文的主要内容为:1.设计了一种新型DGS结构,并对该结构进行了阻带特性及参数提取分析,提出了一种更为准确的阻带特性分析模型,为DGS结构在微带阵列天线中的应用提供较为准确的阻带特性分析途径。2.将该DGS结构引入微带阵列天线中,分析了该结构抑制微带阵列天线单元间互耦的效果。通过仿真和测试得出,在微带天线阵列之间的地板上添加了DGS结构以后,得到了较好的互耦抑制效果,天线阵列增益和辐射效率也较参考天线有所提高。3.分析了DGS结构在相控阵天线扫描盲点抑制中的作用。通过应用Floquet定理分析得出相控阵天线的扫描特性曲线,研究结果表明所提出的DGS结构能有效抑制相控阵扫描盲点。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章绪论  10-16
  1.1 研究背景和意义  10-12
  1.2 缺陷地结构的发展概况及应用  12-15
  1.3 本文的主要内容和主要工作  15-16
第二章矩形微带天线阵元的基本理论  16-24
  2.1 微带天线的特性  16-17
    2.1.1 微带天线的定义和结构  16
    2.1.2 微带天线的优缺点与应用  16-17
  2.2 微带天线的辐射特性  17-19
  2.3 微带天线中的表面波  19-21
    2.3.1 敷有介质层的导体平面  19-21
    2.3.2 表面波对天线性能的影响  21
  2.4 矩形微带天线单元的设计  21-23
    2.4.1 基片材料的选取  22
    2.4.2 微带天线单元长度和宽度的选取  22-23
    2.4.3 馈电方式的选择  23
  2.5 本章小结  23-24
第三章微带阵列天线中的互耦及扫描盲点  24-39
  3.1 微带阵列天线的辐射特性  24-26
  3.2 天线阵中的互耦  26-33
    3.2.1 互耦的产生  26-27
    3.2.2 互耦对天线性能的影响  27-29
      3.2.2.1 互耦对阵元方向图的影响  28
      3.2.2.2 互耦对阵元输入阻抗和匹配的影响  28-29
    3.2.3 互耦效应的分析方法  29-31
    3.2.4 二元微带天线阵中的互耦  31-33
      3.2.4.1 微带天线E面耦合  32
      3.2.4.2 微带天线H面耦合  32-33
  3.3 天线阵列互耦抑制研究现状  33-35
    3.3.1 介质型光子晶体  33-34
    3.3.2 蘑菇状高阻表面光子晶体  34-35
    3.3.3 UC-EBG  35
  3.4 相控阵天线中的扫描盲点  35-39
    3.4.1 相控阵天线的波束扫描  35-36
    3.4.2 扫描盲点现象  36-39
第四章新型缺陷地结构在阵列天线中的应用  39-49
  4.1 新型DGS结构的设计及应用  39-43
    4.1.1 DGS结构的特性  39-40
    4.1.2 新型双U型槽DGS结构的设计  40
    4.1.3 DGS微带线阻带特性及参数提取分析  40-42
    4.1.4 DGS结构阻带特性分析模型的改进  42-43
  4.2 新型DGS结构在天线阵中的应用  43-48
    4.2.1 DGS结构抑制阵列天线中的互耦  43-46
    4.2.2 DGS结构抑制相控阵天线的扫描盲点  46-48
      4.2.2.1 相控阵天线分析模型的建立  46-47
      4.2.2.2 相控阵天线扫描盲点的抑制  47-48
  4.3 本章总结  48-49
第五章结论和展望  49-51
  5.1 本论文研究总结  49
  5.2 前景展望  49-51
致谢  51-52
参考文献  52-55
攻硕期间取得的研究成果  55

微带阵列天线互耦抑制技术的研究

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