论文摘要
由于具有剖面薄、体积小、重量轻、造价低廉、便于集成等优点,微带天线及其阵列已经被广泛应用于各种无线通信及雷达系统中。但是,当微带天线及其阵列工作时,会在衬底中激励起表面波,这使得阵列单元间的互耦增大,天线及其阵列增益降低。而相控阵天线中,由于单元间的互耦效应将引起扫描盲点,影响扫描范围。本论文正是基于上述问题开展研究的。首先总结了光子晶体（PBG）、共面电子带隙（UC-EBG）及高阻抗表面在微带阵列天线单元之间互耦抑制方面的应用。然后,研究了缺陷地结构的特点、发展概况及应用。最后提出利用缺陷地结构（DGS）来抑制互耦,从而降低旁瓣,提高天线性能。仿真以及测试结果分析表明,DGS结构能够明显降低天线阵元之间的耦合,增大天线增益,消除相控阵扫描盲点。本文的主要内容为:1.设计了一种新型DGS结构,并对该结构进行了阻带特性及参数提取分析,提出了一种更为准确的阻带特性分析模型,为DGS结构在微带阵列天线中的应用提供较为准确的阻带特性分析途径。2.将该DGS结构引入微带阵列天线中,分析了该结构抑制微带阵列天线单元间互耦的效果。通过仿真和测试得出,在微带天线阵列之间的地板上添加了DGS结构以后,得到了较好的互耦抑制效果,天线阵列增益和辐射效率也较参考天线有所提高。3.分析了DGS结构在相控阵天线扫描盲点抑制中的作用。通过应用Floquet定理分析得出相控阵天线的扫描特性曲线,研究结果表明所提出的DGS结构能有效抑制相控阵扫描盲点。
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摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 研究背景和意义1.2 缺陷地结构的发展概况及应用1.3 本文的主要内容和主要工作第二章 矩形微带天线阵元的基本理论2.1 微带天线的特性2.1.1 微带天线的定义和结构2.1.2 微带天线的优缺点与应用2.2 微带天线的辐射特性2.3 微带天线中的表面波2.3.1 敷有介质层的导体平面2.3.2 表面波对天线性能的影响2.4 矩形微带天线单元的设计2.4.1 基片材料的选取2.4.2 微带天线单元长度和宽度的选取2.4.3 馈电方式的选择2.5 本章小结第三章 微带阵列天线中的互耦及扫描盲点3.1 微带阵列天线的辐射特性3.2 天线阵中的互耦3.2.1 互耦的产生3.2.2 互耦对天线性能的影响3.2.2.1 互耦对阵元方向图的影响3.2.2.2 互耦对阵元输入阻抗和匹配的影响3.2.3 互耦效应的分析方法3.2.4 二元微带天线阵中的互耦3.2.4.1 微带天线E面耦合3.2.4.2 微带天线H面耦合3.3 天线阵列互耦抑制研究现状3.3.1 介质型光子晶体3.3.2 蘑菇状高阻表面光子晶体3.3.3 UC-EBG3.4 相控阵天线中的扫描盲点3.4.1 相控阵天线的波束扫描3.4.2 扫描盲点现象第四章 新型缺陷地结构在阵列天线中的应用4.1 新型DGS结构的设计及应用4.1.1 DGS结构的特性4.1.2 新型双U型槽DGS结构的设计4.1.3 DGS微带线阻带特性及参数提取分析4.1.4 DGS结构阻带特性分析模型的改进4.2 新型DGS结构在天线阵中的应用4.2.1 DGS结构抑制阵列天线中的互耦4.2.2 DGS结构抑制相控阵天线的扫描盲点4.2.2.1 相控阵天线分析模型的建立4.2.2.2 相控阵天线扫描盲点的抑制4.3 本章总结第五章 结论和展望5.1 本论文研究总结5.2 前景展望致谢参考文献攻硕期间取得的研究成果
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