【摘 要】
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随着我国无线电系统的迅速发展,天线已成为其中重要的信号收发装置,在研究与工程设计时具有更高的技术要求。Fabry-Perot谐振腔天线具有结构简单、增益高、易于加工和馈电网络简单等优势,受到人们的广泛认可。本文以传统的Fabry-Perot谐振腔天线为基础,利用低温共烧陶瓷(Low temperature co-fired ceramic,LTCC)技术仿真,并采用人工磁导体和频率选择表面设计具有
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随着我国无线电系统的迅速发展,天线已成为其中重要的信号收发装置,在研究与工程设计时具有更高的技术要求。Fabry-Perot谐振腔天线具有结构简单、增益高、易于加工和馈电网络简单等优势,受到人们的广泛认可。本文以传统的Fabry-Perot谐振腔天线为基础,利用低温共烧陶瓷(Low temperature co-fired ceramic,LTCC)技术仿真,并采用人工磁导体和频率选择表面设计具有不同反射性能的部分反射表面,实现高增益低剖面的Fabry-Perot谐振腔天线。本文对Fabry-Perot谐振腔基础理论展开了深入研究,又依据射线跟踪法对谐振腔天线的工作机理进行了定性分析。本文首先设计了一种互补方环形人工磁导体(Artificial Magnetic Conductor,AMC)结构,将其组成周期性的部分反射表面作为谐振腔天线的反射覆层,形成高增益谐振腔天线。为进一步降低谐振腔天线剖面高度,在上述基础上利用共面AMC结构代替理想金属接地板,构成的Fabry-Perot谐振腔天线能够完成对反射覆层和接地板反射相位的单独调控,同时利用LTCC技术进行仿真实验。该天线的最大增益为11.53d B,提高了5.98d B,剖面高度为1.5mm。之后本文设计了一种带有正反射相位特性的频率选择表面(Frequency Selective Surface,FSS)单元结构,并组成阵列表面作为谐振腔天线的部分反射覆层,置于U型槽微带天线上方,构成宽带、高增益的谐振腔天线。为降低谐振腔天线的剖面高度,通过利用具有-?反射相位的单元结构,最终设计了一种具有高增益低剖面特性的谐振腔天线。天线的剖面高度为0.58mm,增益提升了5.13d B。综上所述,本文的相关工作对Fabry-Perot谐振腔天线的设计以及人工电磁材料在天线中的应用具有一定的借鉴价值。
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