毫米波高增益寬帶磁電偶極子天線陣列的研究.pdf

1、高增益毫米波平面天線陣具有低剖面、易于集成的結構優(yōu)點，是未來高速毫米波無線通信系統(tǒng)的關鍵器件之一。本文針對傳統(tǒng)毫米波天線陣列存在的帶寬較窄、饋電網絡插入損耗較大和加工成本較高的三個關鍵問題，采用電磁全波仿真計算與實驗驗證相結合的方法，研究設計了具有寬帶高增益特性的毫米波基片集成波導饋電磁電偶極子天線陣列。所設計的天線可采用低成本印刷電路板工藝加工實現(xiàn)，具有良好的研究和實際應用價值。
　　本文的主要工作和創(chuàng)新如下:
　　1.基

2、于直通，反射傳輸線方法(Thru-Reflect Line，TRL)分析對比了微帶線、基片集成波導和基片集成空氣波導三種傳輸線在毫米波頻段的損耗特性，并采用低成本印刷電路板技術對基片集成空氣波導結構進行加工測試，從而為低損耗天線陣列饋電網絡的設計提供理論依據。
　　2.設計了新型縫隙耦合饋電的毫米波磁電偶極子天線，該天線單元可集成于單層介質基板內，且具有很寬的工作帶寬和穩(wěn)定的定向輻射特性。分別采用基片集成波導和基片集成空氣波導結構

3、設計實現(xiàn)了2×4規(guī)模的子陣列饋電網絡和并聯(lián)主饋電網絡。在不增加饋電網絡結構復雜度的前提下有效降低了傳統(tǒng)基片集成波導饋電網絡的介質損耗，從而提升了大規(guī)模天線陣列的輻射效率與增益。采用縫隙耦合結構設計了寬帶主饋電網絡與子饋電網絡間的互連結構，以及標準饋電波導至基片集成空氣波導轉接結構。
　　3.基于所提出的寬帶、低損耗天線單元與饋電網絡結構，在E波段(71GHz-86GHz)和Ka波段(26.5GHz-40GHz)設計了8×8和16×