微带天线辐射与散射特性研究

摘要

随着无线通信技术的迅速发展和日渐成熟，通信系统的集成化和小型化程度越来越高。微带天线因自身重量轻且体积小、易共形和集成的特点，常被用在高速飞行器上。出于系统集成和小型化的考虑，需要对微带天线的谐波抑制问题进行研究，以防止电磁串扰问题;另一方面，出于飞行器雷达隐身的考虑，需要对微带天线的雷达散射截面减缩问题进行研究，在增强天线隐身能力的同时需要保证天线的正常辐射和接收。本文针对微带天线的谐波抑制和散射减缩进行研究，所做的主要工作如下:
　　1.将两种互补开口谐振环(Complementary Split Ring Resonator，CSRR)结构以特定的组合方式加载到微带贴片天线馈线下方的地板上，抑制了微带天线的高次谐波。两种CSRR结构有不同的阻带，并且两种结构的组合还能引起新的阻带。上述阻带对应于微带天线的各个谐振频段，从而实现了多波段的谐波抑制。CSRR结构的引入基本没有影响天线的工作频段。
　　2.提出了一种准分形结构的极化转换单元，该单元有较高的极化转换率，利用极化转换超材料的反射机理，用单元和其镜像单元构造棋盘结构的低雷达散射截面(Radar Cross Section，RCS)反射屏，该超表面与导体平面相比，在24-30GHz和41-60GHz频段上，散射缩减在5dB及以上。
　　3.将设计的极化转换超表面加载到微带天线辐射贴片周围，实现了微带天线在高频段RCS的减缩，减缩频带为20GHz-60GHz，同时天线的辐射性能保持较好。

目录

声明

致谢

摘要

1．1研究背景及意义

1．2研究现状

1．2．1微带天线谐波抑制方法的研究现状

1．2．2 RCS缩减方法的研究现状

1．3本文主要工作安排

2微带天线的基本理论

2．1 微带天线的结构和应用

2．1．1微带天线的结构和分类

2．1．2微带天线的特点、应用及其分析方法

2．1．3 微带天线的主要理论分析方法

2．2谐波相关概念与微带天线辐射机理

2．2．1谐波相关概念

2．2．2微带天线的辐射机理

2．3雷达散射截面与微带天线散射机理

2．3．1雷达散射截面

2．3．2微带天线散射机理

2．4本章小结

3 基于CSRR的谐波抑制微带天线

3．1开口谐振环(SRR)及互补开口谐振环(CSRR)

3．2 CSRR加载的谐波抑制微带天线

3．2．1微带天线设计

3．2．2 CSRR加载的微带线滤波器的设计

3．2．3 加载CSRR的谐波抑制微带贴片天线

3．3本章小结

4 基于极化转换超材料的低散射微带天线

4．1极化转换材料

4．2极化转换单元结构

4．3极化转换低散射超表面

4．4低RCS微带贴片天线的设计

4．5本章小结

5．1本文主要工作

5．2后续工作展望

参考文献

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

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