毫米波及太赫兹通信系统集成天线技术

摘要

随着无线通信技术的发展，频谱资源日益紧缺，而毫米波及太赫兹频段频谱资源相当丰富，整个毫米波及太赫兹频段带宽约为10THz，是厘米波总带宽的1000倍，因此，有关毫米波及太赫兹的研究吸引了越来越多的关注。毫米波及太赫兹天线作为通信系统的重要组成部分，也获得了较快发展。
　　口径天线是毫米波及太赫兹频段常用的一种天线形式。喇叭天线、反射面天线、透镜天线等均属于典型的口径面天线。喇叭天线有角锥喇叭、圆锥喇叭等基本结构，具有低驻波比、宽频带等特性，常用作反射面的馈源。反射面天线有单反射面天线、卡塞格伦天线、偏馈反射面天线等多种形式，具有高增益、窄波束、低旁瓣的特性。
　　除了天线基本辐射结构的设计，天线的集成设计也是毫米波及太赫兹通信天线设计的重要内容。天线集成设计的关键是实现天线与前端系统的低损耗连接。在毫米波及太赫兹频段，天线与前端系统的连接一般通过传输设备之间的转接实现，如波导与微带线转接、共面波导与微带线转接、波导与共面波导转接等。而实现这些转接的难点在于实现较低插入损耗、较宽的带宽的同时，满足成本及加工公差的限制。
　　本文针对300GHz进行天线的仿真设计，分别完成了角锥喇叭天线、圆锥喇叭天线、抛物面天线、卡塞格伦天线的结构设计，其中角锥喇叭天线与圆锥喇叭天线增益为20dB，相对带宽大于20％，抛物面天线与卡塞格伦天线口径增益为34dB，效率约为50%，相对带宽大于20%。同时本文设计了两种工作于300GHz波导与微带线的转接结构，其插入损耗小于3dB，相对带宽大于15%，并完成了转接结构与喇叭天线的集成仿真。

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第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 毫米波及太赫兹天线研究现状

1.3 论文的主要工作及内容

第二章 毫米波及太赫兹定向天线基础

2.1 概述

2.2 天线基础知识

2.3 常用的毫米波及太赫兹定向天线介绍

第三章 毫米波及太赫兹通信系统中的天线单元设计

3.1 引言

3.2 喇叭天线设计

3.3 反射面天线设计

3.4 本章小结

第四章 毫米波及太赫兹通信天线的馈电与集成设计

4.1 概述

4.2 太赫兹通信天线馈电结构设计

4.3 太赫兹通信天线的集成设计

4.4 本章小结

第五章 全文总结

致谢

参考文献

个人简历