聚焦天线阵列与双频圆极化天线的设计

摘要

聚焦天线是指一类能够将电磁波像透镜一样把光的聚焦到目标点上，减少电磁波在空间传输时的扩散的天线。随着航空工业与移动通信的飞速发展，聚焦天线在航天、军工、通信、医疗等领域扮演着越来越重要的角色。
　　本文中提出了一种新颖的聚焦天线阵列的设计方法，与近年来聚焦天线采用的直接将连续口面分布离散到单元阵列的设计方法不同，从天线功率传输系统最优传输效率的角度出发，通过对传输效率的优化，直接得到天线阵列单元的最佳激励，从而来设计聚焦天线。这种聚焦天线的设计方法不仅在设计伊始就将阵列单元间的耦合等复杂因素考虑在内，提高了设计的可靠性。同时天线的聚焦距离可以调节设计，相比之前的设计方法更为精确。
　　本文中分别设计了两种不同馈电形式的4×4单元聚焦天线阵列，及8×8单元聚焦天线阵列，对大规模聚焦天线阵列的设计具有了良好的借鉴意义。
　　在双频圆极化天线方面，本文中设计了两个不同的结构的双频圆极化缝隙天线，天线均为双层结构，通过简单的微带线进行馈电，避免了常见的双频圆极化天线结构与馈电复杂的缺点，同时为了适应北斗导航系统的应用，将其中一个天线设计覆盖了北斗导航通讯频段，具有很强的实用价值。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 课题研究背景

1．2．1 聚焦天线的研究现状

1．2．2 双频圆极化天线的研究现状

1．3 论文结构及内容

第二章 聚焦天线设计的理论基础

2．1 理想连续口径聚焦天线的聚焦特性

2．2 基于传输效率优化的无线传输系统

2．3 无线传输系统在聚焦天线上的应用

2．4 本章小结

第二章 微带阵列天线设计的基本理论

3．1 微带贴片天线单元的设计

3．1．1 微带贴片天线的特点

3．1．2 微带天线的辐射原理

3．2．阵列天线的工作原理

3．3．阵列天线馈电网络的设计

3．3．1 串联馈电网络与并联馈电网络

3．3．2 功分器

3．3．3 四分之一波长阻抗变换器

3．4 IE3D仿真软件的应用

3．5 本章小结

第四章 聚焦天线阵列的设计

4．1 馈电网络在天线正面的4×4聚焦天线阵列

4．2 馈电网络在天线背面的4×4聚焦天线阵列

4．3 8×8单元聚焦阵列天线的仿真设计

4．4 本章小结

第五章 双频圆极化天线的设计

5．1 微带天线的双频技术

5．1．1 多模双频微带天线

5．1．2 多片双频微带天线

5．1．3 电抗加载贴片天线

5．2 微带天线的圆极化技术

5．2．1 概述

5．2．2 圆极化波的极化特性

5．2．3 微带天线实现圆极化的方法

5．3 一种双频圆极化缝隙天线的设计

5．3．1 天线结构

5．3．2 天线的仿真与测量

4．4 一种用于北斗卫星通讯的双频圆极化缝隙天线设计

4．4．1 北斗导航系统

5．4．2 天线设计

5．4．3 天线的仿真与测量

5．5 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

硕士期间发表的论文与申请的专利