寬頻帶高增益的復合式空饋陣印刷天線的研究.pdf

1、本論文研究微帶貼片單元的空饋陣印刷天線，以期實現(xiàn)寬頻帶和高增益。為了提高微帶貼片天線的增益、并避免微帶貼片陣的復雜饋線網(wǎng)絡(luò)，本文立足于Fabry-Perot諧振器天線的原理，采用兩類諧振器結(jié)構(gòu)的改進方案：采用頻率選擇表面(FSS)為蓋板、U形縫隙矩形貼片為輻射器、以及普通電導體或人工磁導體為反射基板，實現(xiàn)了較高的口徑輻射效率，明顯提高了天線的增益，但其增益頻帶不夠?qū)?。為了展寬天線的實用頻帶，弱化蓋板中FSS的諧振特性，提出將FSS蓋板中

2、相同尺寸的方貼片改進成沿一維或二維漸變尺寸的改進結(jié)構(gòu)。有效地增寬了增益頻帶，并使它們盡量包容在阻抗頻帶內(nèi)，以增寬公共的實用頻帶。 立足于融合反射陣、傳輸陣和Fabry-Perot諧振器概念的復合式空饋陣印刷天線，從兩方面實施了提高增益的改進：在蓋板-基板間距最小或增加半波長的基礎(chǔ)上，(1)擴大復合式空饋陣印刷天線的蓋板/基板并增加其貼片單元數(shù)；(2)切除復合式空饋陣印刷天線結(jié)構(gòu)中受饋源照射較弱的四個角區(qū)、并在口徑場較強的邊緣外側(cè)

3、遞加貼片單元。這兩種方法都能改善相位補償而提高天線的定向性。 本文借助CST微波工作室進行仿真分析，對各項結(jié)構(gòu)參數(shù)下的天線性能進行了比較和優(yōu)選，總結(jié)出有設(shè)計參考價值的規(guī)律。作為改進方案的驗證，設(shè)計、加工、測試了復合式空饋陣印刷天線的實驗樣品。測試結(jié)果：阻抗頻帶為14.18～16.73GHz(-10 dB回波損失)，相對阻抗帶寬為16.5％；增益頻帶為14.14～15.40GHz(自最大值跌落-3 dB)，相對增益帶寬為8.53％