光子晶体在相控阵天线中的应用研究

《光子晶体在相控阵天线中的应用研究》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、空军工程大学毕业设计(论文)摘要微波光子晶体，也称为电磁带隙结构，是一种具有频率禁带的新型周期结构。本文主要针对微波光子晶体的带隙特性及其在微波天线中的应用进行了研究。首先建立分析微波光子晶体结构的理论模型和仿真工具，研究对象为以微带基片为载体的微波光子晶体结构。利用Floquet定理，将无限大周期结构简化为一个周期单元来计算。其次利用所建立的数值仿真工具，对微波光子晶体的带隙进行了计算，研究了光子晶体在微波天线以及天线阵列中的应用。理论上证实波导缝隙相控阵天线存在扫描盲点的原因是由于天线单元之间的互耦引起的，也就是天线阵面的表面波

2、所造成的。接着采用光子晶体的带隙特性对天线单元之间互耦的减小进行研究。最后主要研究了正方形和三角形栅格排列缝隙相控阵的仿真分析结果。研究表明，光子晶体的引入可以有效地改善天线和天线阵列的特性，主要体现在可以减小天线单元和天线阵列间的耦合。利用光子晶体的频率带隙抑制相控阵天线单元间的互耦，改善了相控阵天线的宽角阻抗匹配，消除了相控阵天线的扫描盲点问题，从而改善天线的扫描特性。关键词：微波光子晶体，电磁带隙结构，波导端头缝隙天线，扫描盲点，宽角阻抗匹配33空军工程大学毕业设计(论文)AbstractMicrowavephotoniccr

3、ystals,alsoreferredaselectromagneticbandgap(EBG)materials,areperiodicstructurescharacterizedbytheexistenceoffrequencybandgaps.Thedissertationfocusesontheelectromagneticcharacteristicsinmicrowaveantenna.First,weestablishtheoreticalmodelandnumericalsimulationmethodthatar

4、econstructedinthemicrostripstructures.TheinfiniteperiodicstructureisreducedtoonesinglecellbyapplyingFloquettheorem.Usingtheabovesimulationtools,severalkindMPCstructureshavebeenanalyzed。Thephotoniccrystals(PC)havebeenappliedinmicrowaveantennasandantennaarrays.Thereasont

5、hatthescanningblindspotexistsinthescanningofwaveguideslottedarrayantennaisthecouplingbetweenantennaelements,thatis,thesurfacewaveofantennaarray.ThenthebandgapprepertyofEBGisusedtoreducethecouplingbetweenantennaelements.Theprimaryworkisthesimulatedresultsofsquareandtria

6、ngulargridphasedarray.TheresultsshowthatthePCscanimprovethecharacteristicsofantennasandantennaarrays.Thegainofmainlobehasaddition,themutualcouplingbetweentheantennaelementsorarrayscanbereduced.TheHISisusedtosuppressthemutualcouplingbetweenthephasedarrayelementsandthere

7、sultsshowthattheHIScanimprovethescancharacteristicsofphasedarraythroughamelioratingthewide-angleimpedancematchingandeliminatingthescanblindness.Keywords:microwavephotoniccrystal,electromagneticband-gap,waveguideend-slotantenna,eliminatingthescanblindness,wide-angleimpe

8、dancematching.33空军工程大学毕业设计(论文)目录摘要IAbstractII目录III第一章微波光子晶体1§1.1微波光子晶体起源1§1.2光子晶体基本特性2§1.2.1光子晶体中的Maxwell方程3§1.2.2Blo