基于分布式放大器和CRLH傳輸線的有源漏波天線設計.pdf

1、隨著無線通信系統(tǒng)的發(fā)展，有源集成天線因其體積小，功能強，效率高等優(yōu)點被廣泛應用于軍事和商業(yè)領域，如相控陣，功率合成，移動通信和無線傳感器等方面。同時作為新興智能天線的微帶漏波天線因波束電控頻率掃描特性和低剖面、易集成等優(yōu)點，成為近年來的研究熱點。
　　復合左右手（CRLH）漏波天線是CRLH傳輸線的眾多應用之一。復合左右手傳輸線可以同時傳輸快波和慢波兩種模式。工作在快波區(qū)域的復合左右手傳輸線稱為漏波天線，可實現(xiàn)前向后向及邊向的輻射

2、，同時又具有很低的剖面。這些優(yōu)點使 CRLH漏波天線可與有源器件集成或做成共形表面應用于無線通信系統(tǒng)。分布式放大器（Distributed Amplifier，DA）也稱為行波放大器，將多個放大器沿傳輸線并聯(lián)在一起作，在極寬的頻段內實現(xiàn)較平坦的增益和較好的阻抗匹配。本文以分布式放大器結構和 CRLH漏波天線理論為基礎，利用二者的行波共性，采用電磁仿真結合試驗實測的方法，對基于分布式放大器和 CRLH的微帶漏波天線進行研究，提出并設計了性

3、能改進的有源集成漏波天線。
　　本論文的主要工作如下：
　　1.設計了一款工作在1.9GHz的小型化平衡式低噪聲。利用MWO軟件對3dB正交耦合器進行小型化仿真設計，使用中間加載開路枝節(jié)和階躍阻抗線的方法有效減小了耦合臂長度，同時盡量增加帶寬。小型寬帶化的3dB正交耦合器較傳統(tǒng)正交耦合器面積減小約80％。有效地縮小了電路尺寸。實測結果顯示該電路性能良好，滿足設計指標。
　　2.介紹了分布式放大器的主要性能參數(shù)和工作原理

4、?；贛EFET的小信號模型，設計了一款工作于2.5~6GHz的超寬帶放大器。工作頻段內，該放大器增益為10dB左右，S11小于-10dB。實測結果與仿真吻合良好。
　　3.從復合左右手等效電路研究入手，介紹了CRLH傳輸線的基本分析方法和設計思路。對對稱和非對稱結構的 CRLH漏波天線進行了分析與對比。在此基礎上，分別研究并設計了工作在平衡狀態(tài)下的六單元對稱和非對稱結構 CRLH微帶漏波天線。非對稱結構CRLH漏波天線在工作頻段

5、2.4~6.8GHz內S11均小于-10dB，輻射波束可實現(xiàn)從后向向前向無縫隙連續(xù)掃描，波束掃描范圍可達到-30°~50°。對稱結構漏波天線工作頻段為2.6~6GHz。仿真可得該天線在工作頻段內S11小于-10dB，掃描范圍為-60°~80°。
　　4.利用CRLH漏波天線和分布式放大器的行波共性，將設計好的對稱結構CRLH漏波天線替代分布式放大器的漏極傳輸線。同時設計了與漏波天線色散關系一致的集總 CRLH傳輸線，替代柵極傳輸線