论文部分内容阅读
漏波天线是一种典型的行波天线,自上个世纪40年代W.W.Hansen设计出第一个漏波天线以后,一直就是天线研究人员的研究热点之一,而且在微波和微波以上频段得到了广泛应用。具有良好的定向辐射特性和频率扫描能力,能够通过共形处理安设于飞行装置的表面,也可用于高分辨率的雷达,以及在空间受限的地方内为各种移动终端提供电磁覆盖。漏波天线最初是在金属波导的基础上设计的,具有机械强度优异等优点。但是占用空间大,携带困难,制作难度大,材料贵,难以小型化。随着平面传输线的出现,多款平面漏波天线被相继提出,可以方便地集成在印刷电路板上,但在高频频段仍然有一些问题无法得到解决。直到基片集成波导被发明,极大推动了漏波天线的相关研究,使其在无线通信系统中得到了成熟的应用。本文对漏波天线的基本原理进行了阐述和研究,在基片集成波导的基础上,提出了周期横槽漏波天线阵列,实现天线的小型化,提高了空间利用率,还提出了两种圆极化空间谐波漏波天线,增强了天线的抗干扰能力,拓展了漏波天线的应用领域具有重要的研究意义。主要工作如下:(1)周期横槽SIW漏波天线长度过长,空间利用率不高,为了改善这些缺点,通过减少周期横槽SIW漏波天线的缝隙数目,来缩短天线长度,并以此作为单元天线,将4个完全相同的单元纵向排列,组成一个阵列天线,通过一个一分四威尔金森功分器馈电,以达到缩小天线的尺寸的目的。长度较之前能够缩短60%,且天线的工作频带不变,增益良好,实现了天线的小型化。此小型化天线可以应用于空间有限,对尺寸有限制的场景。(2)周期性漏波天线引入了周期性的扰动,根据傅里叶定理,周期性的扰动会产生了无数个空间谐波,只要其中某些空间谐波是快波,那么漏波天线就可以实现在慢波模式下工作。为了提高空间谐波漏波天线的抗干扰能力,设计了两款圆极化空间谐波漏波天线,包括周期H型槽空间谐波漏波天线,以及周期十字型槽空间谐波漏波天线。这两款圆极化空间谐波漏波天线由于工作频带较高,所以结构上更加紧凑,容易集成,并且都具有良好的方向性,能够实现后向象限频率扫描特性,可以圆极化辐射,不易受地球磁场和天气的影响。上述天线均进行了实测,验证了模型的可行性和准确性。