W波段基片集成波導(dǎo)低副瓣陣列天線研究.pdf

1、毫米波頻段（30～300GHz）相比低頻段具有寬頻帶、結(jié)構(gòu)尺寸小、通信安全性好、目標(biāo)識別分辨率高等諸多優(yōu)點(diǎn)成為近年來研究的熱點(diǎn)。在W波段（75～110GHz）特別是94GHz頻率附近大氣衰減最小，適合點(diǎn)對點(diǎn)通信，是地基雷達(dá)和空空導(dǎo)彈等所選擇的熱門工作頻段。但隨著頻率的提高，介電損耗和歐姆損耗也越高，傳統(tǒng)的平面?zhèn)鬏斁€如微帶線已不太適合工作于W波段，金屬波導(dǎo)結(jié)構(gòu)雖然損耗小但其體積龐大而不能平面集成?；刹▽?dǎo)（Substrate Inte

2、grated Waveguide，SIW）具有二者的優(yōu)點(diǎn)被廣泛的應(yīng)用于毫米波平面電路。
　　在某些特殊的應(yīng)用場合，要求天線接收的信號有較高的信噪比以減小外來干擾，為了減小天線接收信號的噪聲，降低天線方向圖的副瓣電平是最有效的方法之一。然而，由于W波段的波長短，對天線設(shè)計(jì)和加工的精度要求較高，導(dǎo)致低副瓣天線陣列的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)很困難，原有的很多在低頻段中低副瓣陣列天線的設(shè)計(jì)方法已不適合W波段的低副瓣陣列設(shè)計(jì)，目前很少有W波段低副瓣陣列天

3、線的研究工作。針對W波段低副瓣陣列天線設(shè)計(jì)困難的特點(diǎn)，本文基于SIW傳輸線對W波段低副瓣陣列天線進(jìn)行深入的研究，主要包括以下幾個(gè)方面：
　　首先，研究了工作于W波段的單個(gè)SIW縫隙天線的特性，提取了孤立縫隙在不同偏移量和長度條件下的導(dǎo)納參數(shù)，在此基礎(chǔ)上研究了SIW縫隙陣列天線H面低副瓣設(shè)計(jì)方法，優(yōu)化仿真了H面低副瓣陣列大小為1×32的天線。同時(shí)為了實(shí)現(xiàn)天線陣列在E面的低副瓣特性，研究了梳狀和樹狀相位平衡的不等功分器。由于梳狀功分器

4、和傳統(tǒng)的樹狀功分器設(shè)計(jì)方法在W波段已經(jīng)不適用，為了解決這個(gè)問題，提出了一種新型的相位平衡不等功分器，該不等功分器的應(yīng)用不受頻率的限制。為了減小尺寸，提出并設(shè)計(jì)了一種波導(dǎo)-基片集成波導(dǎo)混合集成E面功分器。最后，優(yōu)化仿真并加工了一種工作于93～95GHz，陣列大小為16×32，E面和H面副瓣為-20dB的SIW縫隙陣列天線，仿真和測試結(jié)果吻合良好。
　　然后，針對在圓極化陣列天線中低副瓣設(shè)計(jì)困難的現(xiàn)狀，結(jié)合平板縫隙天線易實(shí)現(xiàn)多極化共口