空中轻型通信节点中轻型阵列天线的研究

摘要

空中通信节点技术是现代信息战、立体作战中重要的支撑技术。该技术的先进性，直接影响着战斗能力的强弱，所以空中节点技术是一体化联合作战武器装备中的急需。当今，空中通信节点设备的轻型化是人们十分关注的问题。二十世纪九十年代发展起来的MEMS技术，为空中通信节点设备的轻型化提供了强有力的基础。为了使空中载体携带更多的有效载荷，发挥更大的作用，载体上的各种装备轻型化要求越来越高。 本文首先分别设计了以Arlon AR1000、聚四氟乙烯、陶瓷为基板材料的微带天线单元，并在应用Ansoft HFSS仿真基础上进行了实验，实验与仿真结果吻合。然后，本文对T形功率分配器进行了改进，并用此改进的功率分配器组成馈电网络，利用所实验的微带天线单元设计了八单元的阵列微带天线，并在应用AnsoftHFSS进行仿真的基础上对影响阵列天线方向图、增益等参数的因素进行了讨论。继而在八单元阵列微带天线的基础上，设计了十六单元阵列微带天线，HFSS仿真结果表明，此十六单元阵列微带天线能够满足项目要求。最后，对应用MEMS技术进行微带天线的加工进行了流程设计。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题背景及研究意义

1.2国内外现状

1.3主要工作

第二章轻型阵列天线的考虑

2.1微带天线的结构特点及类别

2.2微带天线的辐射机理

2.3微带天线的分析方法

2.3.1传输线模型法

2.3.2空腔模型法

2.4天线阵列理论

2.4.1直线天线阵

2.4.2平面天线阵

2.5阵列微带天线的馈电

2.5.1并联馈电

2.5.2串联馈电

2.6小结

第三章轻型阵列微带天线中的单元设计

3.1微尺度下的电磁场方程

3.1.1尺度效应

3.1.2微尺度下的电磁场方程

3.2矩形与圆形微带天线的比较

3.3矩形贴片单元的设计

3.3.1 Arlon ARl000基板天线单元

3.3.2聚四氟乙烯基板天线单元

3.3.3聚四氟乙烯基板天线单元实验

3.4小结

第四章轻型阵列微带天线的设计

4.1阵列式微带天线设计步骤

4.2 2×4八单元阵列天线的设计

4.2.1阵元数目的确定

4.2.2阵列天线单元的设计

4.2.3八单元阵列微带天线的馈电网络

4.2.4馈线网络中的功率分配器

4.3八单元阵列微带天线的仿真

4.3.1不同Zl时的阵列天线方向图

4.3.2不同Z1时的阵列天线的增益

4.3.3八单元阵列微带天线方向图的优化

4.4十六单元阵列微带天线的设计与仿真

4.5小结

第五章MEMS制造工艺

5.1 MEMS常用工艺

5.1.1体硅微制造

5.1.2表面微制造技术

5.1.3 LIGA工艺

5.2十六单元阵列微带天线加工步骤

5.2.1陶瓷基板的制造

5.2.2阵列微带天线的加工成形

5.3小结

第六章总结与展望

6.1总结

6.2展望

致 谢

参考文献

附录

攻硕期间取得的研究成果