錐狀波束天線設(shè)計.pdf

1、在衛(wèi)星移動通信和無線局域網(wǎng)中，錐狀波束天線是最為合適的選擇，但是通常錐狀波束天線很難實現(xiàn)大的波束傾角，且增益較小，饋電復(fù)雜。本文主要針對大波束傾角，設(shè)計了兩種不同工作頻率的錐狀波束天線。第一種是通過多環(huán)縫隙結(jié)構(gòu)控制圓波導(dǎo)模式實現(xiàn)的準(zhǔn)平面結(jié)構(gòu)錐狀波束天線，具有饋電簡單、損耗小、頻帶寬等優(yōu)點(diǎn);第二種是同軸CTS陣列錐狀波束天線，具有頻帶寬、增益高、饋電簡單、易加工等優(yōu)點(diǎn)。
　　 首先，闡述了錐狀波束天線定義及應(yīng)用背景，并介紹了平面結(jié)

2、構(gòu)錐狀波束天線的研究現(xiàn)狀以及CTS天線在國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r。
　　 其次，介紹了利用多環(huán)縫隙結(jié)構(gòu)控制圓波導(dǎo)模式來實現(xiàn)準(zhǔn)平面錐狀波束的設(shè)計原理，并通過對圓波導(dǎo)模式的選擇，確定激勵主模式。然后，利用模式匹配法和電磁仿真軟件對天線進(jìn)行整體優(yōu)化設(shè)計。設(shè)計了一個工作頻率為35GHz的波束傾角為40°準(zhǔn)平面結(jié)構(gòu)錐狀波束天線，通過仿真可得:S11＜-10dB的阻抗帶寬為20.0％，在工作頻率點(diǎn)上增益為7.2dBi，3dB波束寬度為27°，副瓣電

3、平小于-10dB。
　　 最后，對同軸CTS天線單元的輻射特性進(jìn)行深入研究，提出采用周期邊界的同軸CTS單元仿真模型，對CTS單元性能進(jìn)行參數(shù)化仿真研究，給出不同輻射能量的CTS單元的優(yōu)化設(shè)計依據(jù)。對線性陣列單元級聯(lián)分析和陣列間距公式分析。研制了工作頻率為12.5GHz、波束傾角為55°的同軸CTS錐狀波束天線。測試結(jié)果表明:S11＜-10dB的天線阻抗帶寬為26％，在12.5GHz上增益為9.4dBi，3dB波束寬度為13.8