Ka波段微带天线设计

论文摘要

微带天线由于其重量轻、剖面小、易共形、设计灵活、成本低且易和MIC、MMIC等电路相集成等优点得到了越来越广泛的应用,比如导弹制导、雷达、卫星通信等方面。毫米波波长介于微波和红外之间,因而其特性也在一定程度上介于两者之间,如适中的分辨率及良好的烟尘穿透性,因此在某些情况下可以完成微波和红外均难以完成的任务。Ka波段是毫米波频段中的一部分,本文针对Ka波段设计了三种微带天线,工作频率均为35GHz。并且为了测试的需要,设计了波导一微带过渡结构,即天线由一段微带线激励,而这段微带线的下端从波导宽边中线上所开的小槽伸入波导腔中作为波导的探针激励。本文的工作主要包括:1)Ka波段微带单脉冲天线设计及测试;首先利用Ansoft HFSS 9.0辅助设计了工作频率为35GHz单个微带天线,考虑了馈电方式并调整了馈电点;然后仿真了由4个单个贴片组成了2×2微带天线阵列以及微带单脉冲和差网络。最后加工测试了4×4微带天线子阵和8×8微带单脉冲天线。2)Ka波段宽带口径耦合微带天线设计及仿真;利用Ansoft HFSS 9.0辅助设计了工作频率为35GHz的口径耦合微带天线,实现了宽带特性。并设计仿真了口径耦合微带天线阵列,分析了结果。3)Ka波段宽带微带单极子天线设计及仿真;利用Ansoft HFSS 9.0辅助设计了工作频率为35GHz的圆形和椭圆形微带单极子天线,在26.4GHz～40GHz的范围内都满足VSWR＜2,带宽达到40%,远远超过普通的微带天线4-5%的典型带宽。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 Ka波段微带天线的发展及研究意义
• 1.2 Ka波段微带天线设计中的一些考虑
• 1.3 本文主要内容
• 2 微带天线基本原理与设计理论
• 2.1 引言
• 2.2 微带天线的分类及参数
• 2.2.1 微带天线的分类
• 2.2.2 微带天线的参数
• 2.3 微带天线的分析方法
• 2.3.1 传输线法
• 2.3.2 腔模理论
• 2.4 微带天线辐射机理
• 2.5 微带天线的设计方法
• 3 Ka波段微带单脉冲天线设计实例
• 3.1 引言
• 3.2 单脉冲天线的工作原理
• 3.3 Ka波段微带天线设计
• 3.4 Ka波段微带天线阵列设计
• 3.4.1 T接头和拐角设计
• 3.4.2 波导—微带过渡设计
• 3.4.3 天线面阵设计
• 3.5 Ka波段微带单脉冲和差网络的设计
• 3.5.1 微带单脉冲和差网络原理
• 3.5.2 微带单脉冲和差网络设计
• 3.6 Ka波段微带单脉冲天线设计
• 4 Ka波段宽带口径耦合微带天线设计
• 4.1 引言
• 4.2 单个 Ka波段口径耦合微带天线设计
• 4.2.1 基本理论
• 4.2.2 耦合理论
• 4.2.3 参数对天线性能的影响
• 4.3 设计过程
• 4.3.1 单个口径耦合微带天线的设计
• 4.3.2 Ka波段口径耦合微带天线阵的设计
• 5 Ka波段宽带微带单极子天线设计
• 5.1 引言
• 5.2 微带天线到单极子天线的转化过程
• 5.3 单极子天线基本理论
• 5.3.1 单极子天线与偶极子天线的关系
• 5.3.2 对称偶极子天线的特性
• 5.4 单极子天线设计理论
• 5.5 Ka波段微带单极子天线设计和仿真结果
• 5.5.1 设计过程
• 5.5.2 仿真结果
• 6 结束语
• 致谢
• 参考文献