ESPAR陣列天線研究及設(shè)計.pdf

1、電控?zé)o源陣列天線,簡稱ESPAR天線(Elecironically Steerable ParasiticArray Radiator Antenna),由中心激勵振子、加載可調(diào)電抗的寄生振子以及地板構(gòu)成,具有波束掃描功能。ESPAR天線以其結(jié)構(gòu)簡單、控制方便等優(yōu)點(diǎn),在車載、機(jī)載等移動通信系統(tǒng)中得到了較為廣泛的應(yīng)用。本文對單端口電激勵的無源ESPAR陣列天線以及改進(jìn)型的ESPAR陣列天線進(jìn)行了研究,作者的主要工作概括為:
　　

2、1.針對ESPAR陣列天線的分析與優(yōu)化設(shè)計問題,概述了天線常用的分析與優(yōu)化設(shè)計方法,重點(diǎn)討論天線加載計算方法和粒子群優(yōu)化算法(PSO)。在此基礎(chǔ)上,編寫了計算機(jī)程序,并以150MHz加載對稱振子天線為例,驗證了算法與程序的有效性。
　　 2.在仿真計算的基礎(chǔ)上,分析了三單元ESPAR陣列天線中心激勵振子、引向振子和反射振子之間的電流關(guān)系,找出了滿足電流關(guān)系的最佳加載電抗值。仿真結(jié)果顯示,最佳加載電抗值可使天線增益提高、方向性加強(qiáng)

3、。
　　 3.設(shè)計了兩種開關(guān)控制的ESPAR陣列天線,即寬帶單層寄生振子ESPAR天線和雙頻帶雙層寄生振子ESPAR天線。前者由籠型的中心激勵振子和周圍均布的六個寄生振子構(gòu)成,具有寬頻帶工作特性；后者由籠型的中心激勵振子和周圍均布的兩層各六個寄生振子構(gòu)成,具有雙頻工作特性。實際設(shè)計并制作了天線樣機(jī)并進(jìn)行測試,結(jié)果顯示前者工作于1.4-1.9GHz,水平方向增益約為6-7dBi；后者工作于1.48和1.82GHz,水平方向增益約為

4、7-8dBi。此外,在第二種天線中設(shè)計并使用了阻抗匹配網(wǎng)絡(luò),用來改善天線帶內(nèi)電壓駐波比(VSWR)。
　　 4.提出了一種改進(jìn)型的ESPAR陣列天線,即由等功分饋電網(wǎng)絡(luò)直接饋電的開關(guān)控制的四單元ESPAR陣列天線。與傳統(tǒng)的ESPAR陣列天線相比,該天線在保持單端口饋電的同時,克服了傳統(tǒng)的ESPAR陣列天線輸入阻抗易受寄生振子狀態(tài)影響的缺點(diǎn)。實際設(shè)計了工作頻帶2.3—2.55GHz天線,水平方向增益約為5.5dBi,帶內(nèi)VSWR小