基于基片集成波導(dǎo)技術(shù)Ka波段圓極化天線設(shè)計(jì).pdf

1、隨著電磁學(xué)理論的不斷發(fā)展，在實(shí)際工程應(yīng)用中對(duì)各種有源無源微波器件的電性能、物理性能的要求越來越嚴(yán)格。微波領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用正向著小型化、輕量化、高集成化發(fā)展。在頻率較高的Ka波段，傳統(tǒng)的矩形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)體積大、加工復(fù)雜、生產(chǎn)周期長(zhǎng)、生產(chǎn)成本高，而微帶傳輸線則具有損耗較大、功率容量小等缺點(diǎn)，這些都限制了天線及其饋電系統(tǒng)在Ka波段批量化、小型化及高集成化的發(fā)展。
　　借助于21世紀(jì)初新興的基片集成波導(dǎo)技術(shù)，上述傳統(tǒng)傳輸線的缺點(diǎn)得以改善?；?/p>

2、波導(dǎo)結(jié)構(gòu)具有微帶傳輸線的低剖面、小體積、易于加工的優(yōu)點(diǎn)，又具備波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的低損耗、高功率容量等優(yōu)勢(shì)，這使得基片集成波導(dǎo)結(jié)構(gòu)可以被有效地組裝集成于基片片載系統(tǒng)中，為天線及饋電系統(tǒng)向輕量化、高集成化發(fā)展提供了一個(gè)可行的解決方案。
　　本文主要研究了基于基片集成波導(dǎo)技術(shù)的Ka波段圓極化天線，研究成果簡(jiǎn)要概括如下：
　　首先研究了一種低剖面、小型化、易于集成的圓極化天線，天線由兩層介質(zhì)組成，下層介質(zhì)基片分布有基片集成波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的饋電系統(tǒng)

3、，上層介質(zhì)表面分布有一個(gè)矩形輻射貼片，通過正交 H縫隙耦合的方式實(shí)現(xiàn)圓極化波的輻射。天線的高度為1.7mm，軸比帶寬為28.4-29GHz，增益為8.55dBic。
　　其次，采用了在兩層介質(zhì)中間增加空氣層的方法展寬軸比帶寬。仿真結(jié)果證明增加空氣層的方法可以有效展寬天線的軸比帶寬，改進(jìn)后的天線高度為2.56mm，軸比帶寬為26.5-28.9GHz，增益為8.42dBic。
　　最后，基于該天線單元設(shè)計(jì)了一個(gè)四元天線陣列，為提