平面集成圓極化天線和多波束天線的研究.pdf

1、圓極化天線和多波束天線在衛(wèi)星通信、導航、雷達、無線通信等領域具有重要的應用。本文基于基片集成波導(SIW)和半?；刹▽?HMSIW)技術對高性能圓極化天線和多波束天線進行了比較深入的研究?；赟IW結(jié)構(gòu)，提出了一些新穎的輻射單元，并在此基礎上設計了一些高性能的圓極化天線陣列。設計了多種基于SIW和HMSIW的多波束饋電網(wǎng)絡和高性能、平面化、低成本的多波束天線，并進行了實驗驗證。本文主要工作如下：
　　 第一章簡單介紹了SI

2、W、HMSIW結(jié)構(gòu)及分析和測試方法。討論了一些可以在SIW、HMSIW上實現(xiàn)的輻射單元以及相應的分析方法與等效電路。闡述了縫隙天線陣列綜合的一些常用方法。
　　 第二章研究了基于SIW結(jié)構(gòu)的圓極化天線及陣列。設計了SIW漏波雙波束圓極化天線、基于匹配縫隙對結(jié)構(gòu)的SIW圓極化行波線性陣列，以及基于匹配縫隙對結(jié)構(gòu)的高增益、低副瓣、低軸比圓極化天線(增益約30dB、旁瓣電平小于-20dB、軸比約0.7dB)。詳細闡述了這些天線的設計步

3、驟、仿真模型、以及測試結(jié)果。測試結(jié)果與仿真結(jié)果的良好吻合驗證了設計方法的準確性。這部分研究結(jié)果已被IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters、電波科學學報等國內(nèi)外核心刊物錄用。
　　 第三章是對于平面上多波束天線的饋電網(wǎng)絡進行研究，提出并設計了基于HMSIW結(jié)構(gòu)的Butler矩陣、基于SIW的低副瓣Butler矩陣、雙層SIW結(jié)構(gòu)的Blass矩陣。為了檢驗結(jié)果的正確性，所有的饋電

4、網(wǎng)絡都進行了S參數(shù)測試以及天線方向圖的測試，測試結(jié)果都很好的符合設計指標。其中。低副瓣SIW Butler矩陣的每個波束旁瓣均低于傳統(tǒng)Butler矩陣的理論值(-13dB)，具有較高性能，而SIW Blass矩陣可以同時饋給多達16個天線輻射單元，形成較窄的多個波束。相關研究成果已在微波學報、APMC2008(亞太微波會議)上發(fā)表，并被IEEE Microwave and Wireless Components Letters錄用。

5、r>　　 第四章介紹了一個多波束天線的應用。針對未來以MIMO為核心技術的分布式移動通信網(wǎng)絡，為提高通信容量，降低干擾而設計了一種基于SIW的24個波束的多波束天線原型。該天線的24個波束兩兩之間以-3dB交疊，并且均勻覆蓋整個圓周方向。詳細闡述了MIMO無線網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，多波束天線在MIMO中的應用，24波束天線的設計過程、仿真模型以及測試結(jié)果。這部分研究成果已被IEEETransactions on Antennas and Prop