基片集成圓極化背腔天線.pdf

1、圓極化天線因?yàn)槠湎鄬?duì)于線極化天線的多種優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于各種無線通信系統(tǒng)中,而背腔圓極化天線又具有方向圖穩(wěn)定、增益高、后向輻射小的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)利用多層電路板技術(shù)可將背腔圓極化天線及其饋電網(wǎng)絡(luò)集成于介質(zhì)板中,從而有效簡(jiǎn)化天線陣列的背腔形式和饋電網(wǎng)絡(luò),滿足現(xiàn)代通信系統(tǒng)對(duì)天線小型化、集成化的需求。本文對(duì)基片集成圓極化背腔天線進(jìn)行深入研究,根據(jù)不同產(chǎn)生圓極化的原理設(shè)計(jì)了三種圓極化背腔天線單元和陣列。
　　第一章首先介紹了本文的研究背景和意義

2、,回顧了傳統(tǒng)圓極化背腔天線和基片集成圓極化背腔天線的起源、發(fā)展歷程、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀并介紹了幾種典型的圓極化背腔天線,最后提出本文的研究內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排。
　　第二章介紹了背腔天線的設(shè)計(jì)原理,利用開口諧振腔模型來分析背腔內(nèi)模式場(chǎng)分布,并根據(jù)本文設(shè)計(jì)中腔體的形狀簡(jiǎn)要介紹矩形、圓形和橢圓形波導(dǎo)的主要模式的場(chǎng)分布。最后介紹了基片集成波導(dǎo)的等效原理及波導(dǎo)縫隙天線的設(shè)計(jì)原理。
　　第三章首先提出一種旋轉(zhuǎn)橢圓腔體的圓極化背腔單元,通過縫隙饋

3、電在背腔內(nèi)激勵(lì)起兩個(gè)正交模式形成圓極化。針對(duì)天線單元軸比帶寬窄的缺點(diǎn),設(shè)計(jì)了一種新型基片集成波導(dǎo)功分器,結(jié)合所提出的圓極化背腔單元設(shè)計(jì)了一個(gè)4·4的圓極化天線陣列。陣列的軸比帶寬被有效提升到34.4％。
　　第四章提出一種加載三角形貼片的圓極化背腔單元,利用縫隙饋電在貼片上激勵(lì)起的兩個(gè)正交模式形成圓極化。將背腔單元和第三章中提出的基片集成波導(dǎo)功分器連接組成一個(gè)4?4的圓極化天線陣列。結(jié)果表明貼片加載的天線陣列相對(duì)于第三章中陣列阻抗

4、帶寬拓寬2.4％,同時(shí)帶內(nèi)最高增益上升了1dBi。最后針對(duì)單元口徑效率不高的缺點(diǎn)提出兩種對(duì)腔體形狀的改進(jìn)方案,單元的口徑效率分別提高了1.6％和3.8％.。
　　第五章提出一種工作在60GHz加載S形貼片的圓極化背腔單元,通過加載貼片和饋電縫隙的輻射場(chǎng)在空間疊加形成圓極化。同樣將背腔單元和第三章中基片集成波導(dǎo)功分器連接組成了4?4的圓極化天線陣列。天線陣列的阻抗帶寬9.3％,3-dB軸比帶寬為8.6％,基本覆蓋了60GHz無線個(gè)人