微波毫米波微带贴片天线研究

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1、摘要Y388736微带贴片天线是一种结构轻便简单，易于加工的天线形式。它可以作为很多便携式设备的辐射器。本文围绕汽车雷达用单脉冲天线，着重做了以下几方面工作1.分析了微带贴片天线的基本原理和微带天线阵的基本设计方法，并设计出一种工作在37GHz的微带梳齿线阵。测试结果表明，该线阵的3dB波瓣宽度为120，对VSWR<2，带宽为600MHz，增益可以达到18dB左右。2.利用矩量法对设计出的整个微带梳齿阵进行全波分析，并给出了毫米波频段梳齿阵的一般性设计方法。3.设计了一种基于微带梳齿阵的单脉冲天线，并测试了其性能。同时给出了多个线阵组合及改进方案。IAbstr

2、actMicrostrippatchantennaisakindofradiationstructurewithcompactandsimpleconfiguration,whichcanbemanufacturedeasily.Itcanbeusedinmanyportabledevices.WiththepurposeofdevelopinganAutomobileMonopulseRadar,thethesismainlydealswiththefollowingaspects:1.Discussedthebasictheoryofmicrostripp

3、atchantennaandtheprincipleoflineararraydesigning.Cameupwithamicrostripcomb-linearraywhichworksat37GHz.Themeasurementshowsthatthe3dBbeamwidthis12degree,thebandwidthis600MHzforVSWR<2andthegainof18dBcanbeobtained.2.Thefull-waveMomentmethodisusedforanalyzingthewholecomb-linearray.Andage

4、neralmethodisdiscussedfordesigningcomb-linearrayatmillimeterwaveband.3.Basingonthecomb-linelineararray,weworkedoutamonopulseantennastructureandmeasureditsparameters.Atthesametime,theschemeofmulti-arraycombinationandimprovingisalsogiven.第一章序言第一章序言'1.1论文的应用背景和现状微带天线是一种使用微带贴片作为辐射元的天线。它

5、的概念早在1953年就被Deschapms提出来了，到了70年代，才逐渐发展成熟起来。在80和90年代，微带天线得到了广泛的研究和发展。应用的频段宽达loom到100G.与普通天线相比，微带天线具有如下优点:(1)剖面低，体积小，重量轻。(2)具有平面结构，并可制成与导弹、卫星等载体共形的结构。(3)馈电网络可与天线结构一起制成，并采用印刷电路技术进行大批量生产。(4)能与有源器件和电路集成为单一元件。(5)便于获得圆极化，容易实现双频段、双极化等多功能工作。同时它也存在一些缺点，比如频带窄，有导体和介质损耗，激励表面波，功率容量较小，性能受基片材料影响大等。

6、针对微带天线频带窄的缺点，目前已经发展出多种频带展宽技术。除了基本途径—降低等效谐振电路Q值(增大h，降低er等)之外，还可采用附加寄生贴片，在天线上刻槽，使用电磁祸合馈电等方法，另外附加阻抗匹配网络，采用多层贴片结构也可以有效地提高带宽。随着应用的需求，近年来微带天线在许多方面都有了进一步的发展。例如:(1)有源化;(2)多功能化;(3)高性能化(如增益的提高，旁瓣和交叉极化电平的降低，频带的展宽以及向更高频段发展等等);(4)低廉化(既包括低价格材料的应用，也包括设计的改进，如用简易的设计实现波束可控和高性能，以获得高的性能一价格比);(5)材料开发(例如

7、高磁导率，旋磁，半导体，超导材料作基片的研究等);(6)计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)(包括建立实际天线结构的更精确数学模型，以保证高性能要求的实现;发展可靠易行的设计公式和算法等).作为一种轻巧而又能共形的印刷电路天线，微带天线在导弹，卫星等飞行器第t页东南大学硕士论文第一章序言上的应用正在日益增多。由许多有小功率固态功放的有源子阵组成的微带阵列，有可能代替现有的高功率行波放大器和反射面天线而用于下一代卫星。低造价的相控阵雷达，也有可能利用微带辐射元与有源器件一起集成的全固态微带相控阵来实现。随着微带天线技术的发展，它将逐渐替代不少常规天

8、线，成为新一代民用和军用装备，特别是便