论文部分内容阅读
随着雷达、通信、移动电视技术的不断发展和应用,数字波束形成天线和波束可控天线已广泛用于各领域,并得到快速发展。在工程应用背景下,本文主要对这数字波束形成天线和波束可控天线进行了研究和讨论,主要工作可概括如下：第一部分,对数字波束形成天线的研究。1、本文首先根据系统指标,设计出了天线单元,之后设计出天线子阵。加工了100个子阵,测试结果表明天线子阵的带宽大于1GHz,最高增益16.8dB,带宽内增益大于15.8dB。从测试结果上看,天线阵列的一致性很好,方向图偏差在±0.5dB内,满足工程需求。2、提出了天线加载上层介质板降低栅瓣的概念和理论。上层介质板能够优化天线单元的方向图,从而获得降低扫描时在相应方向上出现的栅瓣。通过1×10的均匀直线阵证明了这一方法的有效性,在一定扫描角度内栅瓣可以至少降低5dB。第二部分,对波束可控微带天线进行的研究。1、设计了基于EBG结构的波束可控U型缝隙微带天线。工作在5.5GHz时天线的最大辐射方向出现在22°增益为7.55dB。通过参数分析,波束可以被EBG结构控制。根据测试结果,随着EBG数量的变化,天线的波束可以指向16°、22°、31°。2、设计一种基于人工电磁结构(AMC)的口径耦合天线。根据仿真,天线的工作频率为5.5GHz,辐射的波束指向21。时增益为6.4dB。文中对天线的参数进行分析,波束的偏移角度与AMC结构的有关。将AMC结构变为一排,天线波束可以指向11°。根据天线单元构造1×2的子阵,阵列天线具有更高的增益和带宽,并可以有波束的偏移。天线工作在5.5GHz时天线的波束指向为26°,增益8.47dB。3、设计三种基于电磁带隙(EBG)结构的U型缝隙方向图可重构微带天线。波束的偏移角度与EBG结构的有关。根据这一特点,提出了一种方向图可重构天线单元的方案。当改变EBG上的开关,天线共有几种不同的工作模式。使用EBG结构的方向图可重构天线具有低损耗、波束控制等优点。