小型超宽带天线及平面阵列天线技术的研究

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1、上海交通大学硕士学位论文小型超宽带天线及平面阵列天线技术的研究姓名：劳佳申请学位级别：硕士专业：电磁场与微波技术指导教师：金荣洪20080101上海交通大学硕士学位论文小型超宽带天线及平面阵列天线技术的研究摘要随着高速通信的发展和各类军用和民用设备一体化和小型化的进程，对天线性能的要求不断提升，超宽带印刷天线的研究已经越来越为人们所重视．本论文对宽带平面宽缝天线、带背腔的平面螺旋天线以及微带阵列天线的组阵作了较为深入的研究，提出了多种创新设计，并部分完成了实验验证．论文主要包括以下几方面内容：本文首先概述了超宽带技术的应用背景，介绍了超宽带缝隙天线的发展和平面阵列天线

2、技术的发展历程，并简要叙述了本文中使用的电磁模拟方法．在上述工作的基础上，提出并分析了带有渐变微带馈线和圆形贴片激励的椭圆形和旋转椭圆形缝隙天线，以及带有渐变共面波导馈线和椭圆形贴片激励的椭圆形缝隙天线，实现了174%的超宽带阻抗带宽；此外，还在缝隙上添加寄生辐射单元，达到提高增益调节方向图的作用；在此基础上，进一步提出了3种调谐结构宽带反射腔，配合双向辐射的宽带天线使用，可以实现宽带的阻抗匹配和单向辐射．另外，针对当前螺旋天线采用吸波材料导致辐射效率低下的现状，设计了一种抛物面形的反射腔，配以渐变同轴线作为平衡－不平衡转换器．以较小的天线尺寸取得了0.366.83

3、GHz，19:1左右的阻抗带宽．最后，针对项目应用，研制了Ku波段的两种微带天线阵列．首先分析了矩形悬置微带天线的有关特性，并设计了几种新颖的馈电形式，实现了44的高增益辐射阵列；又根据项目具体需要，设计并分析了48矩形贴片阵列，实现了令人满意的电气性能．关键词：超宽带平面缝隙天线微带阵列天线第i页上海交通大学硕士学位论文STUDIESONCOMPACTULTRA-WIDEBANDANTENNASANDPLANARARRAYSABSTRACTWiththedevelopmentofhigh-speedcommunicationaswellastheintegrat

4、ionandminiatur-izationofmilitaryandcommercialequipments,therehasbeenahigherdemandonantennaperformances,andthestudyonultra-widebandprintedantennashasbecomemuchfocusedon.Inthisthesis,ultra-widebandplanarwide-slotantennas,planarspiralantennawithback-cavityandmicrostriparrayshavebeenstudied

5、.Severalnoveldesignshavebeenproposedandpartiallyverifiedbyexperiments.Thisthesisconsistsofthefollowingparts:Firstly,anoverviewoftheapplicationofultra-widebandtechnologiesandtheadvancesinultra-widebandslotantennasandplanararraysisgiven.Theelectromagneticsimulationmethodsusedinthisstudyare

6、alsobrieflydescribed.Basedontheknownarts,ellipticalslotantennaandrotatedellipticalslotantennawithtaperedmicrostripfeedandcircularexcitationpatchareproposedandanalyzed.EllipticalslotantennawithtaperedCPWfeedandellipticalpatchhavealsobeenproposed.Theyhaveachievedimpedancebandwidthofabove17

7、4%.Parasitepatchhasbeenloadedtotheslottopromotethegainandadjusttheradiationpattern.Furthermore,3kindsofnovelwidebandcavitieshavebeenproposedtousewiththewidebandantennaswithbi-directionalradiationpatterns,toreachawidebandimpedancematchinganduni-directionalradiation.Besides,astoi