新型可重构和反射阵介质谐振器天线研究

发布时间：2017-04-24 23:02

  本文关键词：新型可重构和反射阵介质谐振器天线研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：新型介质天线是目前天线研究的一个热门方向,其具有许多传统天线所不具备的优点,比如宽频带、高增益、低成本等。在毫米波至太赫兹频段,金属的趋肤效应会变的非常显著,因此,金属天线的效率会大幅降低。相反,介质天线几乎完全由介质构成,不受趋肤效应的影响,因此,介质天线在毫米波及太赫兹波段具有更大的应用价值。本文主要对两种新型介质天线进行了研究,分别为极化可重构介质谐振器天线和毫米波介质反射阵天线。本课题的第一部分对极化可重构介质谐振器天线进行了研究,该天线由准集总正交耦合电路(quasi-lumped quadrature coupler,QLQC)进行馈电,可以在四个极化方向:左旋圆极化(LHCP),右旋圆极化(RHCP),x线极化(x-LP)和y线极化(y-LP)间转换,是目前已知的第一个实现全极化可重构的介质谐振器天线。我们对天线进行了仿真、硬件加工和测试,测试结果与仿真结果良好吻合。本课题的第二部分对新型毫米波介质谐振器反射阵天线进行了研究。在第一种结构中,我们以双层长方体介质块为反射单元,以扩展反射阵的带宽,不同反射单元的高度不同,以使每个单元具有不同的反射相位。组成20*20个单元的反射阵,经仿真该反射阵可以实现40%的1d B增益带宽。在第二种结构中,我们以具有不同介电常数的尺寸一样的介质块作为反射单元,组成20*20的反射阵,经仿真这种反射阵的增益可达23 d Bi。最后,我们对毫米波介质反射阵天线的实现方法进行了探讨。
【关键词】：介质谐振器天线 可重构 反射阵天线 3D打印
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN820
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-20
• 1.1 课题研究的背景和意义9
• 1.2 国内外研究现状与发展9-18
• 1.2.1 介质谐振器天线的研究现状与发展9-11
• 1.2.2 可重构天线的研究现状11-14
• 1.2.3 反射阵天线研究现状14-18
• 1.3 论文研究内容与章节安排18-20
• 第2章 相关基本理论20-28
• 2.1 介质谐振器天线基本理论20-23
• 2.2 长方体介质谐振器天线设计软件23-24
• 2.3 反射阵天线理论分析24-28
• 第3章 极化可重构介质谐振器天线28-46
• 3.1 概述28
• 3.2 天线设计方案28-29
• 3.3 天线馈电网络设计29-33
• 3.3.1 馈电网络原理29-31
• 3.3.2 馈电网络实现结构31-33
• 3.4 双馈介质谐振器天线的设计33-35
• 3.4.1 天线结构33-34
• 3.4.2 仿真结果34-35
• 3.5 极化可重构介质谐振器天线的设计35-45
• 3.5.1 天线结构35-36
• 3.5.2 仿真结果36-40
• 3.5.3 硬件实现40-41
• 3.5.4 测试41-45
• 3.6 本章小结45-46
• 第4章 毫米波介质谐振器反射阵天线46-65
• 4.1 概述46
• 4.2 天线设计方案46-47
• 4.3 介质谐振器反射阵天线的设计——改变单元尺寸47-60
• 4.3.1 介质材料选择47-48
• 4.3.2 反射单元设计48-52
• 4.3.3 馈电喇叭的设计52-55
• 4.3.4 反射阵的设计55-58
• 4.3.5 反射阵的加工58-60
• 4.4 介质谐振器反射阵天线设计——改变单元介电常数60-64
• 4.4.1 反射单元设计60-61
• 4.4.2 反射阵设计61-62
• 4.4.3 反射阵的加工62-64
• 4.5 本章小结64-65
• 第5章 总结与展望65-67
• 5.1 总结65-66
• 5.2 展望66-67
• 参考文献67-72
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单72-73
• 致谢73

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