基于硅基底K波段陣列式微帶天線的技術研究.pdf

1、現(xiàn)代戰(zhàn)爭中空中點對點通信技術是重要的關鍵技術，是立體化戰(zhàn)中不可缺少的支撐技術之一，它的先進性與否甚至可以決定整個戰(zhàn)爭的走向，所以備受人們的關注。如何實現(xiàn)空中節(jié)點通信設備的小型化和輕型化是目前國際研究的熱點。MEMS加工技術的出現(xiàn)和發(fā)展，為空中點對點通信設備在輕型化和小型化以及集成化等方面提供了有力的保證。把MEMS技術應用在射頻通信領域中最大的優(yōu)越性是它可以把以前本來難以集成的電路芯片集成在一起，而且集成起來的芯片系統(tǒng)還具有尺寸小、重量

2、輕、剖面薄等優(yōu)點。在MEMS技術的條件下利用RF-MEMS開關把微帶天線和其他元器件集成在一起。這樣就可達成小型化和輕型化的目的。隨著MEMS加工技術的不斷發(fā)展，它在微波通信上的應用必然會受到廣泛的關注。不僅如此，隨著MEMS技術在傳輸線、電感電容、移相器、濾波器、微帶天線等微波通信元件上的應用，使它們具有體積小、重量輕、成本低等優(yōu)點所以所MEMS技術在微波器件上的應用和研究是未來技術發(fā)展的必然趨勢。
　　本課題來源于“十一五”軍

3、事預研項目中的“空中節(jié)點通信的輕型化技術”。本文所設計的高阻硅基底K波段微帶天線是在C波段和X波段的基礎上研究設計完成的。K波段微帶天線的輻射頻率范圍是18GHz-26.5GHz，利用天線的經典理論與經驗公式研究并設計了工作在K頻段的微帶陣列天線，最終經過HFSS的仿真計算，把它的中心頻率定為22.38GHz，帶寬大于1.19GHz的基于MEMS高硅基底的微帶天線。與C波段和X波段相比，所設計的K波段微帶陣列天線的最大的問題是因為它本身

4、的頻率較高，這樣導致所設計出來的輻射單元的尺寸相對較小，在對其進行功率加載的時候會因散熱不及時的問題而導致溫度過高。本文采用了微細管導熱的的方式對微帶天線進行了散熱方面的處理。為了更好的滿足項目對微帶天線的功率和增益等參數性能的要求，本文在天線單元設計的基礎上設計了微帶天線陣列。計算了微帶天線陣列需要輻射單元的數量，同時也對微帶天線陣列的饋電網絡進行研究和設計，最終完成了1×2雙單元微帶天線陣列。經過HFSS軟件仿真計算分析，得出所設計