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基于介質(zhì)諧振器的ESPAR陣列天線的研究及設(shè)計(jì)

發(fā)布時(shí)間:2020-12-09 23:08
  相控陣天線的波束控制能力傳統(tǒng)上由移相器提供。然而,移相器占據(jù)相控陣系統(tǒng)相當(dāng)大的成本且移相器在X波段及以上有相當(dāng)大的損耗。使用變?nèi)荻䴓O管或pin二極管代替移相器的電控?zé)o源陣列天線(ESPAR)能降低系統(tǒng)功耗和成本,對(duì)商業(yè)化應(yīng)用有很大的前景。本文研究包含三個(gè)方面:第一,研究了不同的縫隙形狀對(duì)天線性能的影響,提出了一種工作在3GHz的“hourglass”形縫隙耦合微帶ESPAR陣列天線,通過(guò)改變加載在寄生貼片上的電抗值實(shí)現(xiàn)不同的波束轉(zhuǎn)向,HFSS仿真實(shí)驗(yàn)表明,該陣列能在維持阻抗匹配的情況下,實(shí)現(xiàn)-37°~370連續(xù)波束轉(zhuǎn)向,最大輻射增益能達(dá)到9.14dBi。第二,提出了一種激勵(lì)TE113高階模的電控?zé)o源陣列天線(ESPAR),該陣列由一個(gè)饋電穿孔介質(zhì)諧振器(PDR)和兩個(gè)寄生穿孔介質(zhì)諧振器組成,通過(guò)縫隙耦合饋電。采用穿孔技術(shù)降低介質(zhì)諧振器的相對(duì)介電常數(shù)從而提高天線帶寬,改變加載在寄生介質(zhì)諧振器上的電抗值實(shí)現(xiàn)主瓣方向圖的轉(zhuǎn)向。該ESPAR陣列天線-lOdBi相對(duì)帶寬約為 18.3%(10.09GHz~12.11GHz),在 11GHz能實(shí)現(xiàn)-32°~32°波束轉(zhuǎn)向,且在波束轉(zhuǎn)向過(guò)程中維持阻抗... 

【文章來(lái)源】:云南大學(xué)云南省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】:66 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】:碩士

【部分圖文】:

基于介質(zhì)諧振器的ESPAR陣列天線的研究及設(shè)計(jì)


圖1.1單極子和偶極子ESAPR??ESPAR陣列天線的阻抗帶寬是一個(gè)主要問(wèn)題,為了提高阻抗帶寬,文獻(xiàn)[8?10]??

雙曲線,陣列天線,介質(zhì)諧振器,貼片


ESAPR(13]?ESPAR[14]??圖1.1單極子和偶極子ESAPR??ESPAR陣列天線的阻抗帶寬是一個(gè)主要問(wèn)題,為了提高阻抗帶寬,文獻(xiàn)[8?10]??報(bào)道了利用不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)帶寬的拓寬,如采用Koch分形結(jié)構(gòu)[8],雙曲線??交叉偶極子[9]和增加耦合多導(dǎo)體條帶[10]?紤]到寄生單元之間的相互耦合效應(yīng)對(duì)??系統(tǒng)效率的影響,文獻(xiàn)[11]使用超材料減少寄生單元間的耦合作用。但上述的不同??結(jié)構(gòu)的ESAPR天線增益仍然較低,為了提高增益并且提高阻抗帶寬,文獻(xiàn)[12]使??用單極子天線結(jié)合十二個(gè)寄生單極子通過(guò)阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)饋電,阻抗帶寬為32.0%,??增益大約為9.0dBi。??由于單極子和偶極子的剖面都太高,在移動(dòng)終端上很難得以應(yīng)用。為此,junwei??3??

陣列天線,介質(zhì)諧振器


阻抗帶寬寬,損耗低,無(wú)表面波激勵(lì)[26 ̄29]。為此,RezaMovahedinia和??Mohammad?RezaChaharmir等人把介質(zhì)諧振器天線(DRA)作為輻射單元設(shè)計(jì)了??介質(zhì)諧振器ESAPR陣列天線[30 ̄35]。圖1.3給出了?DRA-ESAPR的部分設(shè)計(jì)。文??獻(xiàn)[30]設(shè)計(jì)了由微帶線直接激勵(lì)的H面耦合介質(zhì)諧振器ESAPR陣列天線,該陣列??包含一個(gè)中心饋電的介質(zhì)諧振器天線(DRA)和兩個(gè)寄生介質(zhì)諧振器,三個(gè)介質(zhì)??諧振器尺寸相同且介電常數(shù)都為35.9,通過(guò)改變加載在寄生介質(zhì)諧振器上的電控??值,實(shí)現(xiàn)了?H面上-30°到30°連續(xù)的波束轉(zhuǎn)向。值得一提的是H面耦合不改變??介質(zhì)諧振器天線的極化模式,對(duì)于E面耦合的介質(zhì)諧振器ESPAR,文獻(xiàn)[31]使用??縫隙耦合饋電方式,設(shè)計(jì)了?E面耦合的線極化三單元介質(zhì)諧振器電控?zé)o源陣列天??線(DRA-ESPAR),實(shí)現(xiàn)了更大的波束轉(zhuǎn)向,同時(shí),[31]中將三單元的DRA-ESPAR??擴(kuò)展到五單元的DRA-ESPAR[32]以及提出了以DRA-ESAPR子陣列實(shí)現(xiàn)更大陣列??布置的相關(guān)理論


本文編號(hào):2907620

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