Ka波段折线型圆极化天线罩设计

论文摘要

为解决线-圆极化器极化转换时轴比性能差、带宽窄的问题,本文对折线型圆极化器的优化设计进行了深入的研究,提出了具有创新性的参数优化的设计方案,并完成了实验验证。本文主要设计了两种新型的折线型圆极化器：外用式圆极化器和内置式圆极化器。为了改善轴比及实现超带宽,对周期结构单元进行了单层和双层的参数研究并总结变化规律。为了减小圆极化器的性能受机械加工精度的影响,特别研究了圆极化器离馈源天线的距离,以使圆极化器的性能趋于稳定。所研制的采用两块10mil厚度介质基板的中心工作频率为30GHz的折线型圆极化器的仿真结果及实物测试数据表明,其相对带宽为：轴比在3dB以下均大于10%,2dB以下均大于5%,1dB下均大于2.3%,能够满足毫米波段线极化波转换成圆极化波的需要。进一步地,基于上述两种结构,优化设计了直接使用1块厚度为60mi1的两侧刻蚀金属折线的介质基板的圆极化器,当中心工作频率为30GHz时,其相对带宽为：轴比在3dB以下均大于8.3%,2dB以下均大于5.3%,1dB下均大于2.7%。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 圆极化波的特性
• 1.3 圆极化波的产生方法
• 1.4 圆极化器的理论介绍
• 1.5 本论文技术方案
• 1.6 本论文研究内容
• 2 理论背景
• 2.1 引言
• 2.2 馈源部分
• 2.2.1. 喇叭天线的工作原理
• 2.2.2. 喇叭天线的方向性和增益
• 2.3 圆极化波理论
• 2.3.1 引言
• 2.3.2 圆极化波的概念
• 2.3.3 圆极化波的参数
• 2.4 折线型周期结构理论
• 2.4.1 周期结构的理论
• 2.4.2 周期结构的分析
• 2.5 多层折线型圆极化器的理论分析
• 2.5.1 引言
• 2.5.2 折线型圆极化器的代数分析
• 2.6 电磁仿真软件简介
• 3 折线型周期结构单元参数分析
• 3.1 引言
• 3.2 折线型圆极化器单层单元
• 3.2.1 折线型圆极化器单层单元结构仿真模型
• 3.2.2 折线型圆极化器单层单元结构参数分析模型
• 3.3 折线型圆极化器双层单元
• 3.3.1 d=10mil介质基板双层单元结构参数分析
• 3.3.2 d=60mil介质基板双层折线型单元结构参数分析
• 3.4 小结
• 4 折线型圆极化器的整体设计
• 4.1 引言
• 4.2 两种不同结构的圆极化器的设计
• 4.2.1 外用式圆极化器的基本结构与性能优化
• 4.2.2 内置式圆极化器的基本结构与性能优化
• 4.3 实物加工与测试
• 4.4 小结
• 5 总结与展望
• 6 参考文献
• 7 作者简历及在学期间所取得的科研成果