【摘 要】
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天线作为电磁波的接收发射设备,在无线通信系统中至关重要。平面阵列天线由于其低剖面特性,被广泛用于通信系统中。随着天线技术的发展,天线向着小型化、低成本、多功能的方向发展,天线需实现多极化、多频段、超宽带等特性以应对不同的应用背景。本文研究设计了以下几款不同应用背景下的平面阵列天线:1、设计了一款工作在Ka频段的双频双圆极化平面阵列天线。为获得较宽的阻抗匹配带宽以及轴比带宽,采用阿基米德螺旋天线作为
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天线作为电磁波的接收发射设备,在无线通信系统中至关重要。平面阵列天线由于其低剖面特性,被广泛用于通信系统中。随着天线技术的发展,天线向着小型化、低成本、多功能的方向发展,天线需实现多极化、多频段、超宽带等特性以应对不同的应用背景。本文研究设计了以下几款不同应用背景下的平面阵列天线:1、设计了一款工作在Ka频段的双频双圆极化平面阵列天线。为获得较宽的阻抗匹配带宽以及轴比带宽,采用阿基米德螺旋天线作为天线单元。为降低高频损耗,使用基片集成间隙波导设计了天线的馈电网络,最终得到了 4×4双频双圆极化平面阵列天线。2、设计了一款宽带双线极化平面阵列天线。为了解决传统的基于间隙波导传输线馈电的双线极化天线阵列剖面过高的问题,提出了一种新型电磁带隙（Electromagnetic Band Gap,EBG）结构,可以形成双层间隙波导传输线结构,降低了剖面高度。最终设计的4×4宽带双线极化阵列天线具有0.4λ0的剖面高度,实现了40%的阻抗匹配带宽。3、设计加工了一款工作在Ku频段的一维单脉冲波导缝隙平面阵列天线。使用基片集成波导作为传输线,缝隙单元采用泰勒激励分布,实现了-20dB的副瓣电平,为了满足实际使用需要,将发射天线与接收天线置于同一块印制电路板（Printed Circuit Board,PCB）板上。在此基础上,进一步研究传统的二维单脉冲天线的和差网络,分析其在应用中的不足之处,并提出了一种腔体器件,其组成的二维和差馈电网络结构简单且能够降低网络损耗。本文根据不同系统对天线设计的需求,设计了几种应用背景下的平面阵列天线,提出了用于双层间隙波导馈电网络的新型EBG结构以及用于二维和差波束网络的腔体结构,为之后的研究提供了思路。
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