基于多層技術的毫米波喇叭天線及其陣列研究.pdf

1、毫米波由于其波長短、頻帶寬、多普勒效應靈敏度高等優(yōu)點,在雷達、無線通信等領域有著廣闊的應用前景。本文以毫米波測速雷達為應用背景,對其中的收發(fā)天線陣列展開研究。所設計的天線采用多層技術,分別為 LTCC技術和多層PCB技術,通過充分利用其三維結構特性,最終完成了小型化、高性能的毫米波陣列天線設計。主要研究內容包括以下幾個方面:
　　首先,采用 LTCC工藝完成了高增益天線單元的設計。由于在毫米波頻段,介質損耗較大,會降低天線增益,因

2、此本文采用損耗較低的喇叭天線作為天線單元形式,并且充分利用LTCC的多層結構,設計了高增益的LTCC喇叭天線單元,并分別采用微帶線和帶狀線為該喇叭天線饋電,完成最優(yōu)饋電方式設計。
　　其次,基于不規(guī)則平面陣列的理論設計出高增益、低副瓣的陣列天線。由于雷達天線具有高增益、低旁瓣等特性,單個天線難以實現。而等幅激勵的均勻陣列,旁瓣電平大約為-13.5dB,也不滿足實際的應用要求。本文基于不規(guī)則陣列理論,提出心形陣列結構。該結構可提高陣

3、列的方向性系數,實現陣列的高增益、低旁瓣特性,并且所占口徑遠小于同等性能的常規(guī)平面陣列。該部分研究成果已申請國家發(fā)明專利。
　　第三,完成了陣列饋電網絡的設計。高效率的饋電網絡是陣列天線的設計難點之一。本文采用基于帶線的多路耦合與功分結構,設計了高效率的饋電網絡。最終設計的LTCC心形陣列天線性能優(yōu)良,尺寸為24×21×1.6mm3,相對駐波帶寬約為22％,中心頻率30GHz處,增益達到14.5dBi,旁瓣電平-22dB以下,波束