检索结果-南通市图书馆

作者：张铁林大连海事大学

学位级别：硕士

近年来,随着通信技术的迅猛发展,无线通信领域相较以往发生了历史性的变革,涵盖了军事、医疗、教育、民生等诸多领域。随之而来的,人们对于通信质量的要求日渐提升。而宽波束天线作为能够提升通信质量的有效方案,近年来成为了研究的热... 详细信息

近年来,随着通信技术的迅猛发展,无线通信领域相较以往发生了历史性的变革,涵盖了军事、医疗、教育、民生等诸多领域。随之而来的,人们对于通信质量的要求日渐提升。而宽波束天线作为能够提升通信质量的有效方案,近年来成为了研究的热点。这种天线可以依靠自身宽波束的特性满足用户有关方位和性能的不同需求,使得其能够应用于绝大部分通信系统。目前,宽波束天线大多基于微带结构,虽然具有体积小、剖面低等优点,但当其应用于较高频段时,损耗较大。相比于微带天线,介质谐振器天线具有损耗低、辐射效率高等优点。鉴于此,论文在大连市青年科技之星项目(2020RQ007)的资助下,对基于弯曲介质谐振器的宽波束天线进行了研究与设计,取得的主要成果有:(1)提出了一款宽角度扫描的相控阵天线,包括具有宽波束特性的十字型弯曲介质谐振器天线、小型一分八等功率分配器和小型全360°移相器。首先,分析了十字型介质谐振器不同弯曲半径对天线单元半功率波束宽度(Half Power Beamwidth,HPBW)的影响,设计了一款xoz面HPBW大于200°的天线单元。接着,利用该天线单元设计了一款1×8波束扫描相控阵。为了改善天线单元间的强互耦,以提高波束扫描范围,在天线单元地板两侧插入矩形截断槽,并在天线单元间插入了介质墙。为了给天线阵列提供等幅激励同时提高集成度,设计了一款小型一分八等功率分配器。此外,为了给天线阵列提供较大的相位变化范围,设计了一款全360°移相器。实测结果表明,该宽角度扫描相控阵在4.88 GHz～5.86 GHz频率范围内|S|波束扫描范围,且扫描过程中增益波动小于1.75 d B。在此基础上,通过在阵列天线上方加载金属片,进一步改善了宽角度扫描过程中的阻抗匹配性能,使有源电压驻波比在波束扫描过程中均小于3。由于该相控阵天线具有较宽的扫描角度和扫描过程中较低的增益波动,适用于雷达与卫星通信等宽角度扫描应用场景。(2)提出了一款适用于北斗卫星导航系统B1波段的宽波束圆极化介质谐振器天线,由弯曲介质谐振器、蚀刻有双环缝隙和矩形缝隙的弯曲地板、弯曲介质基板、T型馈电线、聚甲基丙烯酰亚胺材料和金属反射板组成。通过将矩形介质谐振器沿着宽边弯曲,有效地展宽了天线的HPBW。在此基础上,通过加载金属反射板,改善了天线的3-d B轴比波束宽度。分析了天线结构参数对其辐射性能的影响。实测结果表明:天线的10-d B阻抗带宽覆盖1.44 GHz～1.7 GHz,且在1.55 GHz～1.58 GHz频率范围内轴比小于3 d B。在1.561 GHz频点处,该天线xoz面和yoz面的3-d B轴比波束宽度分别为165°和210°;HPBW分别为143°和154°。鉴于该天线兼具较宽的3-d B轴比波束宽度和半功率波束宽度,适用于北斗卫星导航系统高精度定位场合。(3)设计了一款适用于北斗短报文通信系统的宽波束双频双圆极化介质谐振器天线,由弯曲介质谐振器、蚀刻有环形缝隙和矩形缝隙的弯曲地板、弯曲介质基板和T型馈电线组成。通过在环形缝隙外加载四条矩形缝隙实现天线的低频和高频工作模式,同时这四条矩形缝隙也为圆极化提供必要的相位扰动,可调整其长度进而实现所需的L波段的左旋圆极化和S波段的右旋圆极化工作模式。在此基础上,将矩形介质谐振器沿着宽边弯曲,使得天线在1.615 GHz频点处的xoz面和yoz面的HPBW分别展宽了34°和54°;2.49 GHz频点处则展宽了23°和61°。结果表明:天线在1.612 GHz～1.629 GHz以及2.468GHz～2.506 GHz频率范围|S|波束宽度分别为189°/56°,在下行频段则为22°/18°;在北斗上行频段处,其xoz面和yoz面的HPBW分别为124°/130°,在下行频段则为102°/173°。该天线在北斗收发频段上具有较宽的HPBW,可提高北斗短报文通信的可靠性。

关键词：弯曲介质谐振器宽角度扫描相控阵宽轴比波束宽半功率波束双频双圆极化

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基于人工电磁结构的宽波束天线设计

引用

空军预警学院学报 2020年第3期34卷 183-187页

作者：林家栋曹文权唐玄玄涂灏空军预警学院武汉430019 陆军工程大学通信工程学院南京210007

针对传统宽波束天线的局限性,提出基于人工电磁结构的宽波束天线设计.该天线采用两层结构设计,底层辐射体通过引入接地短路探针的方式拓宽圆极化3 d B轴比波束;顶层为方环结构的人工电磁结构,利用其波束赋形特性,增大天线半功率波束宽度... 详细信息

针对传统宽波束天线的局限性,提出基于人工电磁结构的宽波束天线设计.该天线采用两层结构设计,底层辐射体通过引入接地短路探针的方式拓宽圆极化3 d B轴比波束;顶层为方环结构的人工电磁结构,利用其波束赋形特性,增大天线半功率波束宽度.基于该方法设计的天线,兼顾宽圆极化3 dB轴比波束和半功率波束特性,能够应用于北斗卫星导航系统用户终端.

关键词：人工电磁结构短路探针宽圆极化3dB轴比波束宽半功率波束

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