數(shù)字波束形成天線以及波束切換天線研究.pdf

1、隨著雷達、通信、移動電視技術的不斷發(fā)展和應用,數(shù)字波束形成天線和波束可控天線已廣泛用于各領域,并得到快速發(fā)展。在工程應用背景下,本文主要對這數(shù)字波束形成天線和波束可控天線進行了研究和討論,主要工作可概括如下:
　　 第一部分,對數(shù)字波束形成天線的研究。
　　 1、本文首先根據(jù)系統(tǒng)指標,設計出了天線單元,之后設計出天線子陣。加工了100個子陣,測試結果表明天線子陣的帶寬大于1GHz,最高增益16.8dB,帶寬內增益大于15

2、.8dB。從測試結果上看,天線陣列的一致性很好,方向圖偏差在±0.5dB內,滿足工程需求。
　　 2、提出了天線加載上層介質板降低柵瓣的概念和理論。上層介質板能夠優(yōu)化天線單元的方向圖,從而獲得降低掃描時在相應方向上出現(xiàn)的柵瓣。通過1×10的均勻直線陣證明了這一方法的有效性,在一定掃描角度內柵瓣可以至少降低5dB。
　　 第二部分,對波束可控微帶天線進行的研究。
　　 1、設計了基于EBG結構的波束可控U型縫隙微帶

3、天線。工作在5.5GHz時天線的最大輻射方向出現(xiàn)在22°增益為7.55dB。通過參數(shù)分析,波束可以被EBG結構控制。根據(jù)測試結果,隨著EBG數(shù)量的變化,天線的波束可以指向16°、22°、31°。
　　 2、設計一種基于人工電磁結構(AMC)的口徑耦合天線。根據(jù)仿真,天線的工作頻率為5.5GHz,輻射的波束指向21°時增益為6.4dB。文中對天線的參數(shù)進行分析,波束的偏移角度與AMC結構的有關。將AMC結構變?yōu)橐慌?天線波束可以指

4、向11°。根據(jù)天線單元構造1×2的子陣,陣列天線具有更高的增益和帶寬,并可以有波束的偏移。天線工作在5.5GHz時天線的波束指向為26°,增益8.47dB。
　　 3、設計三種基于電磁帶隙(EBG)結構的U型縫隙方向圖可重構微帶天線。波束的偏移角度與EBG結構的有關。根據(jù)這一特點,提出了一種方向圖可重構天線單元的方案。當改變EBG上的開關,天線共有幾種不同的工作模式。使用:EBG結構的方向圖可重構天線具有低損耗、波束控制等優(yōu)點。