宽带圆极化及高增益介质谐振器天线研究

摘要

随着通信技术的发展,介质谐振器天线(Dielectric Resonator Antenna, DRA)凭借其尺寸小、频带宽、效率高等优点,在微波和毫米波频段得到了广泛的研究和应用。宽带圆极化天线具有通信容量大,抗雨雾干扰和多径效应的能力,被广泛应用在卫星、导航、移动通信等方面。另外,高增益阵列天线可以实现信号的远距离传输,在通信、雷达等领域也得到了广泛的应用。
　　论文围绕宽带圆极化介质谐振器天线和高增益介质谐振器天线两个方面进行了深入研究,取得的主要研究成果可概括如下:
　　1.宽带圆极化介质谐振器天线研究。基于微带线的相位延迟特性,设计了一种新型方形螺旋微带线馈电的宽带圆极化DRA。方形螺旋微带线的长度近似为一个介质波长。当端口输入信号相位相差90度时,可以激励出两个极化正交谐振模式(TEδ11模和TE1δ1模),进而获得圆极化的辐射性能。仿真结果表明,此天线具有优于30％的阻抗带宽和15%的轴比带宽,以及稳定的圆极化辐射方向图。随后,在第一种宽带圆极化天线的基础上,利用微带线的相位延迟特性,并结合十字缝隙耦合馈电的方法,设计了第二种十字缝隙耦合馈电的宽带圆极化DRA。分析了十字缝隙对天线性能的影响。仿真结果表明,此天线具有大于25%的阻抗带宽和14%的圆极化轴比带宽,以及稳定的圆极化辐射方向图。最后,分别对上述两款天线制作了实验模型,实测与仿真结果吻合较好。
　　2.高增益介质谐振器天线阵列的研究。基于矩形DRA基模(TE1δ1模)与高次模(TE1δ3模)的分析结果,选取其中高增益的介质谐振器天线单元作为后续天线阵列设计的辐射单元;仿真了一个16单元高增益介质谐振器天线直线阵列,分析了阵列间距对天线阵增益的影响;仿真了一种低损耗的1分16T型结微带功率分配器。最后,对天线阵列及馈电网络进行整体仿真,结果表明,所设计的16单元高增益介质谐振器天线阵列能够满足指标要求。

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第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 介质谐振器天线的研究进展

1.3 论文内容安排

第二章 介质谐振器天线理论基础

2.1 引言

2.2 矩形介质谐振器天线理论基础

2.3介质谐振器天线馈电方式

2.4 小结

第三章 宽带圆极化介质谐振器天线研究

3.1 引言

3.2 天线的极化特性

3.3 螺旋微带线馈电的宽带圆极化介质谐振器天线研究

3.4 十字缝隙耦合馈电的宽带圆极化介质谐振器天线研究

3.5 小结

第四章 高增益介质谐振器天线

4.1 引言

4.2 高增益介质谐振器天线阵列指标要求及技术难点

4.3 天线方案选择

4.4 小结

第五章 总结

致谢

参考文献

攻读硕士期间的研究成果