毫米波径向线缝隙天线分析

论文题目: 毫米波径向线缝隙天线分析

论文类型: 硕士论文

论文专业: 电磁场与微波技术

作者: 汪怿晖

导师: 窦文斌

关键词: 毫米波,径向线缝隙天线,线极化,圆极化

文献来源: 东南大学

发表年度: 2005

论文摘要: 近年来,毫米波系统由于其尺寸小,频带宽等优点得到越来越广泛的应用。基于矩形波导的常规缝隙天线自第二次世界大战以后有很大发展,它具有效率高、副瓣低的优点,广泛用于地面、舰载、机载、导航、气象、港管、信标和弹载雷达等领域。但随着工作频率的升高,这种天线的加工难度也加大,在Ka波段加工难度较大,在更高频段加工难度更大。我们希望获得一种性能与常规缝隙天线性能相当,但加工难度降低的天线。径向线缝隙天线(RLSA)有可能成为这样一种天线。本文设计分析了两种单层径向线缝隙天线结构,能量由矩形波导通过转换器馈入到径向传输线,激励径向传输线的主模TEM模。当电磁波在径向传输线内沿径向传播时,能量通过上平面的缝隙阵向外辐射。径向线缝隙天线是一种平面缝隙天线,天线结构简单、损耗小、体积小、重量轻,并且易于生产,成本低。本文第一部分介绍径向线缝隙天线的发展概况;第二部分介绍缝隙阵列天线及天线阵列分析、综合的基本原理,给出了能实现低副瓣的泰勒圆阵电流分布,在这个基础上分析了去掉阵列中心附近一个波长范围内的阵元的辐射方图;第三部分推导径向波导传输线的场模式,给出主模的场分布图;第四部分分别设计分析了线极化和圆极化两种径向线缝隙天线。线极化天线的缝隙排列设计,导致输入反射和交叉极化比较大,为了减小输入反射,在馈电矩形波导中加金属薄片,为了降低交叉极化电平,对缝隙尺寸进行了调整,分析了其性能。设计的圆极化天线的S11参数在32G Hz ~ 38GHz频段内小于-16.25dB;在32GHz～37GHz轴比小于1.09;在φ= 00的平面内副瓣电平为-16.54dB,在φ= 900的平面内副瓣电平达到-18.5dB。在对天线仿真计算的过程中,由于天线结构复杂,缝隙太多,天线建模是个难点。本文通过采用VBScript语言编程建模,解决了这个困难。

论文目录:

摘要

Abstract

第一章绪论

1.1 概述

1.2 径向线缝隙天线的发展概况及国内外研究动态

1.3 本文工作的目标和意义

第二章缝隙阵列天线

2.1 天线理论

2.1.1 天线概述

2.1.2 电流辐射源

2.1.3 磁流辐射源

2.1.4 电流源和磁流源的电场和磁场

2.2 缝隙阵列天线

2.2.1 概述

2.2.2 矩形波导缝隙的形式

2.2.3 谐振阵列(驻波阵)

2.2.4 行波阵列

2.3 阵列分析与综合

2.3.1 阵列分析与综合概念

2.3.2 天线辐射场表达式

2.3.3 泰勒圆阵

2.3.4 例子

第三章径向传输线

3.1 径向传输线

3.1.1 径向传输线简介

3.1.2 径向波导模式

3.2 径向波导中的两个主要模式的场结构

3.2.1 TM_(00) 模

3.2.2 TE_(01) 模

第四章径向线缝隙天线

4.1 概述

4.2 线极化径向线缝隙天线

4.2.1 天线结构

4.2.2 线极化缝隙排列与理论分析

4.2.3 天线建模

4.2.4 天线性能分析

4.3 圆极化径向线缝隙天线

4.3.1 天线结构

4.3.2 圆极化缝隙排列与理论分析

4.3.3 天线建模

4.3.4 天线性能分析

4.3.5 天线优化

结束语

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致谢

参考文献

发布时间: 2007-06-11

参考文献

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