【摘 要】
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目前阵列天线被广泛应用于通信系统中,随着通讯信息交流越发密切,其通信系统对系统最前端的天线提出了更高要求,超宽带阵列天线有其独特优势得到广泛关注,性能好的超宽带阵列不仅要具有宽带辐射结构,还要有良好的超宽带馈电电路进行匹配,所以在天线设计过程中,除了天线本身特殊的宽带辐射层结构外,具有超宽带匹配效应的馈电结构十分重要,其主要作用是实现馈电同轴线不平衡端到平衡辐射体之间的转换及阻抗匹配,进而完成宽频
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目前阵列天线被广泛应用于通信系统中,随着通讯信息交流越发密切,其通信系统对系统最前端的天线提出了更高要求,超宽带阵列天线有其独特优势得到广泛关注,性能好的超宽带阵列不仅要具有宽带辐射结构,还要有良好的超宽带馈电电路进行匹配,所以在天线设计过程中,除了天线本身特殊的宽带辐射层结构外,具有超宽带匹配效应的馈电结构十分重要,其主要作用是实现馈电同轴线不平衡端到平衡辐射体之间的转换及阻抗匹配,进而完成宽频带内高效率的能量传递。论文基于新型阻抗匹配方法的强互耦阵列天线研究,完成了从超宽带天线单元设计到组成阵列整个仿真、制作和测试过程。仿真数据和实物测试数据的对比分析表明:相对带宽达到了2.5倍频程,有效带宽为4GHz～10GHz,基本实现了对C波段与X波段覆盖,实现了在±60°的扫描角度内移除扫描盲点。主要创新工作包括以下几个部分:1、提出了将Marchand巴伦和双曲线微带巴伦相结合的方法将天线高电阻值和高电抗值分别匹配到50Ω和0Ω,为高阻抗天线的阻抗匹配提供了新思路。其中Marchand巴伦与双曲线微带巴伦设计为竖直平行结构,在有限单元尺寸内集成了这两个不同的巴伦。2、通过研究不平衡巴伦馈电产生的净电流对辐射增益影响,提出了利用金属隔离墙来改变净电流的场分布,从而将天线在整个扫描角度内完全消除了共模电流对天线辐射能力的影响,其结果得到HFSS仿真确认。3、设计的连臂式偶极子阵列天线性能相比于传统的阵列天线提升了一定的性能,印证了连臂式偶极子组阵能够使得阵列天线获得更宽频带。
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