毫米波频扫天线研究

《毫米波频扫天线研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文毫米波频扫天线研究RESEARCHOFMILLIMETER-WAVEFREQUENCY-SCANNINGANTENNA付彦志哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TN823.2学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工程硕士学位论文毫米波频扫天线研究硕士研究生：付彦志导师：亚历山大·杰尼索夫申请学位：工程硕士学科：电子与通信工程所在单位：电子与信息工程学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TN823.2U.D.C:621.

2、3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHOFMILLIMETER-WAVEFREQUENCY-SCANNINGANTENNACandidate：FuYanzhiSupervisor：Prof.Denisov·AlexanderAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectronicsandCommunicationEngineeringAffiliation：Schoo

3、lofElectronicandInformationEngineeringDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要随着微波技术的发展，现代微波技术的研究热点已经大部分集中在频谱资源更加丰富的毫米波段，与其相关的毫米波技术的研究已经覆盖了通信、遥感、医疗等多个领域，目前，国外有关毫米波技术的研究比较成熟，已有大量以毫米波技术为基础的商品和系统投入到实际应用中，而在国内有关毫米波技

4、术的研究主要集中在8mm波段的毫米波低频段，而在3mm波段以及2mm、1mm波段的毫米波高频段的技术发展比较缓慢，这不仅是由于其相关的理论研究不够深入，还包括目前国内微波器件的设计水平和加工工艺无法达到实际应用的要求。毫米波遥感探测技术可利用电磁波的反射、折射等性质对被测目标实现定位、追踪、测距等功能，在气象、军事等领域有着重要的应用价值。本课题在“国家科技部重大科学仪器设备开发专项——遥感探测领域应用”的背景下，设计一种可用于毫米波遥感探测领域的3mm波段频率扫描天线，该天线基于介质集成波导实现，利用频

5、扫天线的一维频扫特性，可以只通过一只毫米波辐射计实现对目标一维遥感探测，避免了多只辐射计自身的不一致性而造成的误差。本文介绍了频扫天线的基本原理，给出了天线结构参数设计要求并推导证明了天线馈电网络的结构设计对天线频扫特性的影响。介绍了介质集成波导的基本原理和设计方法，并且通过理论分析和软件仿真验证证明了在天线的建模过程中，可以利用等效介质填充波导代替介质集成波导以实现简化建模，提高天线仿真优化的效率。给出了本课题所设计频扫天线结构的理论分析，并利用HFSS仿真软件对天线进行仿真，优化了天线的性能指标，并对

6、仿真结果以及天线的结构设计和参数选择给予了解释。所设计的天线为一种基于介质集成波导的16单元频扫缝隙阵天线，天线的中心频率为94GHz，天线可实现在92GHz-99.5GHz内反射损耗均小于-10dB，对应扫描角度为-15°-40°，第一副瓣电平小于I摘要-10dB，在频扫方向内的3dB波瓣宽度小于4°，在整个频扫带宽内增益稳定在13.8dB-15.8dB。所设计的频扫天线满足本课题的指标要求，并在原有频扫天线的基础上设计了一种金属栅格透镜结构，使天线在91GHz-98GHz内，H面方向图3dB波瓣宽度大

7、大减小，整体增益提高约为3-4dB，改善了天线的频域特性，以满足某些特定领域的应用要求。关键词：毫米波遥感探测毫米波频扫天线介质集成波导IIAbstractAbstractWiththedevelopmentofthemicrowavetechnology,researchfocusinmodernmicrowavetechnologyhasmostlyfocusedonmillimeterwaveband,whichhasaricherspectrumresources.Researchbasedonm

8、illimeterwavehascoveredcommunications,remotesensing,medicalandotherfields.Now,studiesofmillimeter-wave(MMW)technologyonabroadismoreadvanced,amassofproductsandmillimeter-wavesystemsbasedonmillimeter-wavetechnologyhas