基于Butler矩陣的雙頻雙極化多波束天線關(guān)鍵技術(shù)萬賴俱寂.pdf

1、多波束天線在通信系統(tǒng)中得到了非常廣泛的應(yīng)用，而雙頻、雙極化是其重要的研究方向之一。本文基于傳統(tǒng)平面電路工藝加工技術(shù)，以C波段無線通信為應(yīng)用背景，對(duì)雙頻雙極化多波束天線系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入系統(tǒng)研究，具體研究?jī)?nèi)容包括:
　　 1.提出并研制了一種單層微帶寬帶Butler矩陣結(jié)構(gòu)。在三線寬帶耦合器中加載集總分布元件，使得耦合器的尺寸接近減小一半;采用多個(gè)U型耦合線代替Schiffman移相器中的單個(gè)U型耦合線，可在較寬頻帶范圍內(nèi)獲

2、得良好的傳輸、相位特性。仿真和測(cè)試結(jié)果表明該Butler矩陣可實(shí)現(xiàn)20％的相對(duì)帶寬。
　　 2.采用懸置帶線設(shè)計(jì)Butler矩陣的定向耦合器、交叉結(jié)和Schiffman移相器，對(duì)雙面耦合定向耦合器和雙面交叉結(jié)進(jìn)行電容加載，實(shí)現(xiàn)相速度補(bǔ)償，從而使得耦合器和交叉結(jié)具有良好的寬帶性能。仿真和測(cè)試結(jié)果表明該Butler矩陣在50％的帶寬內(nèi)損耗小和端口一致性好，且具有尺寸緊湊和加工方便等優(yōu)點(diǎn)。
　　 3.提出了一種微帶饋電雙頻雙極

3、化的矩形貼片天線。在矩形貼片加載標(biāo)語(yǔ)牌形槽，選擇在適當(dāng)?shù)酿伻朦c(diǎn)用單根微帶線進(jìn)行饋電，激勵(lì)起的TM01模和TM10模分別工作在兩個(gè)諧振頻點(diǎn)，同時(shí)引入兩個(gè)切角來調(diào)節(jié)交叉極化電平且基本不影響諧振頻率。該天線單元具有交叉極化小、頻率比(FR)調(diào)節(jié)方便且可調(diào)范圍寬、結(jié)構(gòu)緊湊和方便應(yīng)用于天線陣等優(yōu)點(diǎn)。
　　 4.在雙重特性諧振(DBR)濾波器的基礎(chǔ)上，對(duì)高隔離度雙工器進(jìn)行研究，分別引入缺陷地結(jié)構(gòu)(DGS)、螺旋型緊致微帶諧振單元(SCMRC

4、)和雙頻分支線(DBS)，在不增加原有尺寸的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步抑制上寄生通帶，進(jìn)而提高了上阻帶抑制度。仿真和測(cè)試結(jié)果表明本文所研制的三種雙工器的隔離度大于65dB，插損小于1.3dB。
　　 5.提出了一種折疊的階梯阻抗諧振器(SIR)結(jié)構(gòu)，采用折疊SIR設(shè)計(jì)雙工器中的帶通濾波器，在T型結(jié)中引入SCMRC提高雙工器的隔離度和減小了T型結(jié)的尺寸。研制的小型化雙工器尺寸只有0.87λg×0.23λg，仿真和測(cè)試結(jié)果表明該雙工器的隔離度大