波束掃描微帶反射陣列的研究.pdf

1、微帶反射陣天線作為一種新型結(jié)構(gòu)天線，以其高增益、可電控波束掃描、結(jié)構(gòu)相對簡單的優(yōu)勢，越來越多的應用于各類遠距離無線通信系統(tǒng)中。本文從最基礎(chǔ)的反射單元入手進行分析，并對反射陣列實現(xiàn)波束掃描功能以及可控掃描軌跡等方向展開分析研究。
　　第一章為總括章，講解本文工作的研究背景與意義。首先敘述了反射陣天線的產(chǎn)生于發(fā)展的過程，然后對反射陣列近期的研究現(xiàn)狀與重點研究方向進行了闡述，最后提出了本文的研究內(nèi)容。
　　第二章介紹了反射陣列的工

2、作原理及分析方式，首先對各項工作特性進行了基本的理論分析。然后詳細介紹了微帶單元仿真的幾種建模與邊界設置方式及對比，之后闡述了常見的多種微帶結(jié)構(gòu)單元的相移原理及自身優(yōu)劣，從而為之后提出的所用的太赫茲微帶陣列單元打下了基礎(chǔ)。
　　第三章在之前章節(jié)的討論后，提出了一款工作在225GHz～315GHz頻段的多諧振單層微帶反射陣列單元，并對其進行了詳細的分析，具有良好的線性移相特性及較大的相移范圍。然后對陣列實現(xiàn)的步驟程序進行了描述，最后

3、對陣列可以實現(xiàn)的波束掃描范圍進行了討論，提出了理論上一組掃描角與頻率的對應關(guān)系可以實現(xiàn)的幾個條件。
　　第四章是本文的研究重點，根據(jù)第三章所提出的理論設計了優(yōu)化程序求得了使用上一章單元時陣面可以實現(xiàn)的掃描角頻率關(guān)系的區(qū)間。之后根據(jù)所得計算結(jié)果，從中選擇一組理論上可行的掃描關(guān)系進行設計實現(xiàn)，并進行了實物加工及實驗測試，測試結(jié)果與仿真結(jié)果具有良好的一致性。在225GHz～315GHz頻率范圍內(nèi)，增益范圍為21.03～26.12d dB

4、i。然后又進行了頻率掃描可控軌跡反射陣列的設計，使用第三章所述單元設計了一款圓弧掃描軌跡掃描陣列。在225GHz～315GHz頻率范圍內(nèi)實現(xiàn)了俯仰角固定10°，同時方位角從65°到120°的掃描功能。
　　第五章討論了從反射陣列理論出發(fā)，結(jié)合透鏡的設計理念，針對目前的通信領(lǐng)域的應用要求，設計了兩款款可調(diào)相位補償?shù)钠矫嫱哥R單元，第一種為微帶疊層貼片的非諧振結(jié)構(gòu)單元，可以實現(xiàn)±35°的掃描范圍。第二種單元借助收發(fā)天線式設計，使用移相線