毫米波频段GWG天线阵列设计

摘要

现代化的雷达与通信系统以及当下热门的第五代通信系统技术已经将毫米波纳入通信频段之内，利用毫米波技术可以实现短距离内极高速通信。因此，发展低损耗、宽带、易集成的毫米波导波结构是未来电磁学领域的重要发展方向，新型传输线间隙波导GWG(Gap Waveguide)就是在这样的背景下应运而生。针对毫米波的运用背景研究了相应的GWG毫米波大规模阵列天线，其具有高增益、高集成、波束窄的特性，并同时对此类阵列进行了降低副瓣设计。
　　本文重点是研究毫米波GWG天线阵列，文中设计了三款不同GWG结构馈电的天线阵列。论文主要工作如下:
　　1、E波段和W波段传输线设计:本部分以传统导波结构为基础，引入空气作为传输媒介以降低高频传输时的介质损耗，并着重研究新型GWG技术，同时分析其实现结构与传输模式，并最终设计了多款GWG传输线。
　　2、纯金属毫米波GWG平面天线阵列:结合隙缝天线形式设计了毫米波圆极化单元，并利用GWG馈电组成小规模4×1天线阵列。
　　3、基于LTCC和PCB工艺的毫米波平面阵列天线:设计了两款不同工艺下的大规模32×16阵列天线，馈电网络设计均采用具有低损耗特性的GWG，并从增益、带宽、方向图等技术指标上分别对两款阵列天线进行了研究。
　　4、对LTCC与PCB两款天线阵列整体性能进行了对比，针对PCB天线阵列提出了相应降低副瓣的方法，设计了可用于幅度加权的GWG不等功分器。