毫米波共形與波束賦形天線的研究.pdf

1、隨著無線通信系統(tǒng)的技術更迭，人們對通信容量、傳輸速率的需求不斷提高，并開始大量關注具有更豐富頻率資源的毫米波通信。在毫米波頻段，基片集成波導技術兼?zhèn)淞宋Ш筒▽У奶攸c，具有低剖面、低損耗、高品質(zhì)因數(shù)、高平面集成能力、加工精度高、工藝成熟等優(yōu)勢。本文基于基片集成波導技術，針對中國近遠程毫米波無線通信協(xié)議Q-LinkPan的工作需求，研究了Q波段的平面及圓柱共形天線的波束賦形技術，并提出了一種新型的高效設計方法。本文的主要工作如下:

2、　　第一章闡述了論文的研究背景，對毫米波共形及賦形天線領域的相關研究成果做了回顧和總結(jié)。
　　第二章提出了一種波束賦形的高效設計方法，它包含了遺傳算法和主動空間映射方法。該方法首先利用遺傳算法快速搜索陣列天線方向圖綜合的最優(yōu)激勵，然后利用主動空間映射方法將最優(yōu)激勵轉(zhuǎn)化成全波模型中的激勵分布。該方法通過在全波電磁仿真和電路仿真之間建立參數(shù)提取和參數(shù)映射的關系，僅需少數(shù)幾次全波電磁仿真，就可以在較短的時間內(nèi)實現(xiàn)天線的精確設計。它不但節(jié)

3、約了計算機仿真資源與設計時間，而且考慮了陣列單元的互耦因素。
　　第三章設計了一款具有高空間角度選擇性平項波束的共形基片集成波導縫隙天線陣。在毫米波頻段，利用第二章介紹的混合優(yōu)化方法對天線進行了設計，實現(xiàn)了具有空間高角度選擇特性的平頂波束形狀。其輻射波束輪廓符合橢圓函數(shù)濾波響應，具有高度的選擇特性，同時其平頂波動較小，覆蓋±30度范圍。天線的實驗結(jié)果驗證了仿真設計。本章的研究成果已發(fā)表于IEEE Antennas and Wire

4、less Propagation Letters。
　　第四章設計了一款具有余割平方波束的毫米波平面基片集成波導縫隙天線陣。通過對平面縫隙陣列的E面方向圖進行綜合，并利用第二章介紹的混合優(yōu)化方法同時優(yōu)化單元天線的激勵幅度與相位，實現(xiàn)了天線的設計。整個設計過程僅使用了三次全波仿真。該天線的波束在40度以內(nèi)滿足余割平方分布規(guī)律，波動較小。測試結(jié)果驗證了余割平方波束的設計要求。本章的研究成果已投稿IEEE Antennas and Wi