基于多層柔性介質(zhì)的Ka波段縫隙天線設(shè)計.pdf

1、隨著微波技術(shù)的不斷發(fā)展，天線及其饋電網(wǎng)絡(luò)作為雷達(dá)以及通信系統(tǒng)的關(guān)鍵部分之一，一直受到研究人員的重點關(guān)注。在陣列天線饋電網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計中，功率分配器（下面簡稱功分器）的功率與相位平衡度決定所對應(yīng)天線能量的多寡，進(jìn)而影響天線增益，是天線饋電網(wǎng)絡(luò)中一個不可忽視的重要環(huán)節(jié)。本文在學(xué)習(xí)基片集成波導(dǎo)技術(shù)的基礎(chǔ)之上，以縫隙天線為主要研究方向，研究并設(shè)計了縫隙天線陣列中的功率分配網(wǎng)絡(luò)，并在其后陣列天線低副瓣設(shè)計過程中加入了微帶天線陣列的對比研究，具體工作包

2、含以下幾個方面：
　?。?）對基片集成波導(dǎo)（Substrate Integrated Waveguide，簡稱SIW）平面陣列天線以及平面貼片陣列天線進(jìn)行了研究與設(shè)計。首先設(shè)計了一個以Rogers5880為板材，基于SIW的雙層十六路三角分布功分器。仿真結(jié)果顯示，功分器在33.5GHz至35.7GHz通帶內(nèi)S11小于-15dB，帶內(nèi)各端口損耗小于0.4dB，其余各端口的S參數(shù)曲線吻合良好，相鄰端口相位相差180°，輸出功率符合三角

3、分布；然后在十六路功分器的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一個8×8平面縫隙陣列天線，仿真結(jié)果顯示，天線在35GHz有良好的回波損耗，增益可達(dá)20dB，其副瓣電平在E面可達(dá)-28dB。
　?。?）為了加深對低副瓣天線的設(shè)計理解，針對12單元的多邊形陣列天線，設(shè)計了一個以Rogers3850為板材的12路微帶功分器。該功分器在34GHz至36GHz通帶內(nèi)S11小于-20dB，仿真結(jié)果顯示，天線在34.3GHz至35.75GHz通帶內(nèi)，回波損耗小于-1

4、0dB，增益可達(dá)20dB，副瓣電平在E面和H面可達(dá)-26dB。
　?。?）基于以上兩種平面陣列天線進(jìn)行了柱面共形的研究和設(shè)計。文章將兩種天線在半徑150mm的圓柱體上進(jìn)行共形，并進(jìn)行了仿真。由仿真結(jié)果可以看出，天線在共形之后，二者S11均受到影響，產(chǎn)生一定的頻率偏移。相比較而言，微帶天線所受的影響比較小。在方向圖方面，縫隙天線的副瓣電平有明顯的增大趨勢，而微帶天線則表現(xiàn)為波瓣寬度增加，而且隨著柱面曲率半徑的增大，天線輻射特性呈向全