基于有源頻率選擇表面的超寬頻率可重構(gòu)電控掃描天線的研究.pdf

1、近年來無線通信迅猛發(fā)展，所使用的設(shè)備也逐步向多功能化，超寬帶化轉(zhuǎn)變。這種發(fā)展趨勢使得有限的頻譜資源越來越緊張，同時在同一系統(tǒng)中使用數(shù)量眾多的天線時也帶來了電磁兼容問題。基于有源頻率選擇表面(AFSS)的電掃描天線作為智能天線的一種，能夠根據(jù)需要改變自身的輻射特性以適應(yīng)復(fù)雜的電磁通信環(huán)境。因而在解決上述遇到的問題時，與傳統(tǒng)天線相比，這種新體制的天線具有明顯的優(yōu)勢。然而，到目前為止這種天線還未見有實現(xiàn)超寬帶的報道。
　　本論文研究了一

2、種超寬頻率可調(diào)方向圖可重構(gòu)的電掃描天線。天線由放置在中心的優(yōu)化后的雙錐天線和包裹在其四周的有源頻率選擇表面條帶構(gòu)成。傳統(tǒng)雙錐天線在頻率變高時會出現(xiàn)波束分裂的現(xiàn)象，為了克服這個問題本研究采用了優(yōu)化后拋物面錐形結(jié)構(gòu)設(shè)計并采用3D打印加工電鍍的方法成功實現(xiàn)了實物加工。實測結(jié)果表明在頻帶0.5 GHz到2.5 GHz內(nèi)，雙錐天線的回波損耗均低于-7 dB，且方向圖有很好的一致性。同時，設(shè)計并實現(xiàn)了超寬可調(diào)的有源頻率選擇表面條帶的單元，其工作頻帶

3、為0.7 GHz到2.4 GHz。在這個可調(diào)范圍內(nèi)，其阻帶深度均超過-10dB。電掃描天線的實際工作頻帶為有源頻率選擇表面工作帶寬與優(yōu)化后的雙錐天線工作帶寬的重疊部分即0.7 GHz到2.4 GHz。最后，為了更好的控制這一天線，本研究在orbit遠場測試系統(tǒng)的基礎(chǔ)上搭建了一套采用遺傳算法的優(yōu)化系統(tǒng)。利用該系統(tǒng)對天線全頻帶實現(xiàn)了高增益和低零深的優(yōu)化與測量。在高增模式時天線的增益均在4.4 dBi以上，且額外增加的增益均在4 dB以上，在