双极化微带天线阵与超宽带、多频段印刷天线

双极化微带天线阵与超宽带、多频段印刷天线

内容简介：为满足微波成像合成口径雷达、信息战电子对抗系统和无线通信等国民经济和军事应用的迫切需求，本论文对应用于合成口径雷达的宽带双极化微带天线阵，应用于电子对抗和UWB短程通信系统的超宽带印刷天线，以及应用于无线局域网的多频WLAN印刷天线作了较深入的研究，提出了多种创新性设计，并完成了实验验证。论文主要包括以下四方面内容：第一，对多种新颖的宽带双极化微带贴片天线进行了系统的研究。从理论上并结合实验结果分析了不同馈电形式和不同馈电结构对双极化微带贴片单元的带宽、极化隔离和交叉极化特性的影响，并作了比较，讨论了如何合理选择微带贴片单元来设计双极化微带天线阵。第二，完成了16×16元X波段双极化微带天线阵的研制，各端口实测阻抗带宽超过20％，隔离度优于47dB，交叉极化电平低于-37dB，其性能已达到国际水平。同时，在单元设计的基础上，利用奇偶模原理并结合实验对各种不同形式的馈电网络进行了深入研究，充分考虑了网络之间的耦合，馈线的寄生辐射以及网络空间的局限性等因素来改进天线的极化隔离和交叉极化特性。第三，制成了独创的超宽带梯形地板印刷单极天线，实现了阻抗带宽超过21:1的极宽带性能，具有较为稳定的方向图特性，且结构简单、尺寸小，其性能在国际上处于领先水平。这是基于将传统三维结构的盘锥天线用二维结构的印刷天线来实现的思路，巧妙地将盘锥天线的锥体、圆盘和同轴线分别用梯形地板、椭圆形单极单元和渐变的共面波导馈线来代替，达到体积小型化，结构简单化，易于与有源电路集成，并获得更大的带宽。而且，提出了背腔型结构的微带缝隙天线，可实现单向辐射又有效地缩小了金属地板的尺寸，拓展其应用范围。实际设计了一副UHF波段的宽带微带缝隙天线，实现了小型化。第四，针对无线局域网系统的应用，研究、设计了一副双频WLAN微带缝隙天线，采用“T”形微带缝隙结构达到宽带双频工作并具有较高增益。同时，根据目前WLAN手机天线的小型化需求，设计了一个三频WLAN印刷单极天线，采用多枝节实现了三频的工作模式，并具有小型结构和全向性。

作者：梁仙灵,

关键词：微带天线阵, 印刷天线, 单极天线, 缝隙天线, 超宽带, 多频段, 双极化, 交叉极化, 隔离度, 综合口径雷达, 电子对抗, 无线通信,