毫米波波導(dǎo)縫隙天線分析與研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、波導(dǎo)縫隙天線(Slotted Waveguide Antennas:SWAs)自第二次世界大戰(zhàn)以來有巨大發(fā)展。它具有幾何結(jié)構(gòu)簡單、效率高、極化純度高、便于共形安裝等優(yōu)點(diǎn)。目前已廣泛應(yīng)用于雷達(dá)、通信和導(dǎo)航系統(tǒng)中。
  本論文首先對波導(dǎo)縫隙天線的研究背景、基本理論和設(shè)計(jì)方法作了一個(gè)簡要的論述。
  其次研究了 V波段低副瓣行波波導(dǎo)縫隙天線的設(shè)計(jì),提出了一種用于毫米波段低副瓣行波波導(dǎo)縫隙天線的改進(jìn)設(shè)計(jì)方法。該方法在傳統(tǒng)的計(jì)算矩形波

2、導(dǎo)寬邊縫隙偏移量的斯蒂文生公式基礎(chǔ)上引入了一個(gè)修正因子。經(jīng)過修正后,設(shè)計(jì)的天線可獲得優(yōu)良的低副瓣性能。由于該方法是基于解析方法,所以與數(shù)值方法相比,更加簡單快速。同時(shí)本文設(shè)計(jì)的波導(dǎo)縫隙天線具有寬縫隙的特性。典型的窄縫隙其長寬比一般大于10:1,而本文的縫隙長寬比約為4:1。文章對公式的修正給出了一定的理論分析。修正因子的確定由HFSS仿真實(shí)驗(yàn)完成。最后本文使用修正后的設(shè)計(jì)公式設(shè)計(jì)并加工了工作頻率為60GHz的波導(dǎo)縫隙天線。測試結(jié)果與仿真

3、結(jié)果吻合良好。
  接下來對特殊縫隙形狀的寬帶波導(dǎo)縫隙天線作了一定的分析和研究,提出了一種切割在波導(dǎo)寬邊上螺旋形狀縫隙的新型波導(dǎo)縫隙天線,首先設(shè)計(jì)了一種切割在WR-90標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)上的螺旋縫隙天線,著重研究了波導(dǎo)饋電平面等角螺旋和阿基米德螺旋縫隙天線的電特性。兩種形狀螺旋縫隙的阻抗帶寬均大于35%。天線效率在整個(gè)工作頻段內(nèi)也較為均勻,而傳統(tǒng)的矩形縫隙天線則表現(xiàn)出較強(qiáng)的諧振特性,其效率在中心頻率處較高,在低頻段和高頻段效率則很低。基于上

4、面提出的X波段波導(dǎo)饋電螺旋縫隙天線的設(shè)計(jì)結(jié)果,本文設(shè)計(jì)了一種用于60GHz頻段的波導(dǎo)饋電平面等角螺旋縫隙天線。該螺旋縫隙切割在WR-14標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)的寬邊上,由鋁和碳纖維增強(qiáng)塑料(Carbon Fiber Reinforced Polymer:CFRP)兩種材料加工。螺旋縫隙在大部分頻帶內(nèi)效率都比較均勻,而矩形縫隙則表現(xiàn)出了較強(qiáng)的諧振特性,在中心頻率處天線效率較高,其他頻帶則很低。而且當(dāng)天線使用 CFRP加工時(shí),螺旋縫隙仍然有較高的效率,而

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