反射式與透射式印刷陣列天線的研究.pdf

1、本論文的研究對象是反射式和透射式陣列天線，包括微帶反射式陣列天線和Fabry-Perot諧振天線兩種結(jié)構(gòu)型式。論文首先系統(tǒng)總結(jié)與論文研究相關(guān)的背景技術(shù)，并全面調(diào)研當(dāng)前國內(nèi)外的研究動態(tài)。第二章對反射式和透射式陣列天線的饋源的選型及設(shè)計要求進(jìn)行了總結(jié)。在此基礎(chǔ)上設(shè)計了漸變槽線天線作為反射式陣列的饋源，并分別對直線型和指數(shù)型漸變槽線天線的視在相位中心與天線的物理參數(shù)如槽線長度、指數(shù)率間的關(guān)系進(jìn)行了較詳細(xì)的研究。第三章給出了影響反射式陣列天線帶

2、寬的因素，總結(jié)了實現(xiàn)寬頻帶反射式陣列單元的方法。在此基礎(chǔ)上提出了在單層介質(zhì)基片的上下表面印刷矩形微帶貼片并分別進(jìn)行縫隙加載，同時利用空氣隙實現(xiàn)的寬頻帶微帶反射式陣列單元。據(jù)此設(shè)計了121單元方形晶格排列和177單元三角晶格排列的縫隙加載微帶反射式陣列天線。最后，利用緊縮周期的非諧振單層方形微帶貼片結(jié)構(gòu)作為反射式陣列單元，結(jié)合基于SIW的對極漸變槽線天線作為饋源，設(shè)計了大口徑面高增益的反射式陣列天線。同時，對緊縮周期反射式陣列單元寬頻帶特

3、性進(jìn)行了解釋。第四章對EBG結(jié)構(gòu)在天線中的應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié)與分類。對金屬EBG結(jié)構(gòu)應(yīng)用于微帶反射陣進(jìn)行了研究。第五章通過平面波疊加方法，理論分析了初級饋源的位置對FPRA天線的最大增益的影響。同時討論了諧振腔高度對天線增益帶寬的影響。第六章利用橫向等效傳輸線模型結(jié)合互易原推導(dǎo)了采用PMC和PEC作為接地板的FPRA天線的遠(yuǎn)場輻射特性，并對兩者進(jìn)行了比較，首次發(fā)現(xiàn)在保證最大值不變的情況下前者具有更寬的方向圖帶寬。為提高此類天線的增益帶寬指明

4、了研究方向。第七章利用雙饋電點(diǎn)的L探針耦合饋電的圓極化貼片天線作為饋源設(shè)計了一款具有較寬增益和軸比帶寬的圓極化FPRA天線。接著提出了直接利用線極化饋源結(jié)合矩形貼片F(xiàn)SS構(gòu)成的部分反射表面進(jìn)行線-圓極化變換的FPRA天線，并對線-圓極化變換過程中的FSS的反射和傳輸相位特性所滿足的必要條件進(jìn)行了分析。在此基礎(chǔ)上提出了一種L探針耦合饋電的矩形貼片天線作為饋源的寬頻帶圓極化FPRA天線，通過調(diào)節(jié)饋源矩形貼片和部分反射表面的矩形FSS的寬長比

5、來提高圓極化的軸比帶寬。第八章基于對FPRA天線增益帶寬的分析，提出采用漸變FSS作為部分反射表面提高增益帶寬的方法。設(shè)計了一維、二維漸變FSS作部分反射表面的FPRA天線，并進(jìn)行了實驗驗證。另一方面，提出了FPRA天線可以看作是EBG諧振天線的一個特例。結(jié)合橫向漸變FSS（二維）及在縱向引入多個缺陷模提出了準(zhǔn)周期結(jié)構(gòu)的FPRA天線。第九章首先提出了把FPRA天線的諧振腔作為一整體考慮，通過鏡像原理結(jié)合微波網(wǎng)絡(luò)分析方法提取其作為一均勻媒