毫米波寬帶高效背腔天線陣列技術(shù)研究.pdf

1、近年來(lái)，通信頻帶不斷向?qū)掝l、高頻發(fā)展，推動(dòng)了作為通信系統(tǒng)中關(guān)鍵部件的天線向小型化和寬帶化發(fā)展。因此高性能寬帶天線的研制己成為一個(gè)緊迫且具有重大意義的課題，尤其是對(duì)寬帶高效的毫米波天線陣列的研究已經(jīng)得到越來(lái)越多的關(guān)注。背腔天線因其本身具有的寬帶、高增益、穩(wěn)定方向圖、高效率等優(yōu)勢(shì)被廣泛研究，本文以其為天線單元，通過(guò)研究分析，針對(duì)不同的應(yīng)用設(shè)計(jì)了三種工作在毫米波波段的寬帶高效背腔天線陣列。
　　首先，本文通過(guò)采用將陣列中相鄰腔體部分重合

2、的方法解決了背腔天線尺寸過(guò)大的問(wèn)題，同時(shí)該方法不影響天線的輻射性能，基于此方法，本文分別設(shè)計(jì)了一個(gè)1×8單元的E面背腔天線陣列以及一個(gè)4×8單元平面陣，在考慮了饋電網(wǎng)絡(luò)的損耗后，該線陣和平面陣獲得的阻抗帶寬分別為79.3％（17.8-41.6 GHz）和58.3%（23.3-40.8 GHz），可實(shí)現(xiàn)的最大增益分別為19.8和24.4 dBi。
　　其次，本文設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)現(xiàn)固定波束的八單元串饋線性背腔天線陣列，該天線同樣采用腔體部

3、分重合的排列方式，并且針對(duì)普通串饋網(wǎng)絡(luò)引起天線波束隨頻率變化發(fā)生偏移的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一個(gè)使用復(fù)合左右手傳輸線改善的串饋網(wǎng)絡(luò)，該天線通過(guò)仿真分析和測(cè)試驗(yàn)證，最終在19到21 GHz的頻帶內(nèi)可以使波束穩(wěn)定指向+30o，并且在整個(gè)工作頻帶內(nèi)可實(shí)現(xiàn)的增益為11.6-13.8 dBi。
　　最后，為了減小饋電網(wǎng)絡(luò)引起的損耗，本文設(shè)計(jì)了一個(gè)基于多端口背腔天線的三單元線性陣列。通過(guò)設(shè)計(jì)，該多端口背腔天線既可作為輻射天線使用，同時(shí)也是一個(gè)一分三功分