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天线是微波毫米波通信、雷达、射电天文、导航等系统的重要组成部分,研究和设计基片集成的低剖面天线及其阵列具有重要的实用意义。本文基于半模基片集成波导(HMSIW:Half Mode Substrate Integrated Waveguide)技术和基片集成波导(SIW:Substrate Integrated Waveguide)技术,分别研究设计了半模基片集成波导微波自双工天线和毫米波基片集成介质谐振器天线阵列。该基片集成天线可以利用印刷电路板(PCB)或低温共烧陶瓷(LTCC)技术实现,具有小型化、轻量化、低剖面、低成本等优点,易于与其他平面电路集成。论文的主体工作如下:第一章绪论部分主要介绍了基片集成波导技术、介质谐振器天线和自双工背腔天线的发展背景和意义,以及当前的国内外研究现状,并对论文的主要工作进行了总体阐述。第二章主要介绍了天线的相关理论知识。首先从天线的基本概念出发,然后就其分类和几个重要的性能指标作了重点阐述。第三章设计了一种新型的半模基片集成波导(HMSIW)自双工背腔天线。该天线采用两个独立的馈线进行馈电,两个输入端口之间具有固有隔离。同时,具有不同长度的两个横向槽扰动半模谐振腔可以产生两种不同的传输模式,当它们各自的端口被激励时将对外部空间产生辐射,同时还保持了它们之间较高的隔离度。利用Ansoft HFSS软件对天线进行仿真实验,它的两个工作频段分别为8.35 GHz和10.6 GHz,10-dB阻抗带宽分别为1.4%和1.9%,而且两个独立端口之间的隔离度优于25 dB。正是因为该天线采用半模基片集成波导,所以天线的尺寸也大大减小,同时还具有低损耗、易于集成等优点。第四章设计了一种具有较高增益的基片集成介质谐振器天线阵列,它采用纵向耦合槽馈电结构,纵向槽馈电结构更有利于实现天线阵列结构的紧凑。该天线阵列通过两个单层的PCB板粘合而成,下层是介电常数较小的介质基片,而上层的介质基片则属于中等介电常数,Ansoft HFSS仿真结果表明,该天线阵列对应的天线增益约为15 dBi。由于其结构的紧凑性,进而大大减小了阵列天线的几何尺寸,使其更容易与平面电路集成。