基于ISGW的圆极化漏波天线的研究

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随着人口的急剧增长和人们对信息传输要求的不断提高,天线作为通信系统的重要组成部分,也向着多功能、高效率、简单化的方向发展。圆极化天线抗多径干扰、抗极化失调的优点,使得圆极化天线可以得到更广泛的应用;漏波天线的高增益、频率扫描特性使得漏波天线在雷达、自动驾驶等领域广受欢迎;基片集成间隙波导(ISGW)相较于间隙波导(GW)和集成基片波导(SIW)有更小的能量传输损耗,不存在模式转换问题,而且自封装特性在实际应用中也存在巨大优势。本文基于本实验室提出的ISGW技术,结合圆极化天线理论与漏波天线理论,设计出一款性能良好、结构简单、易于制造、成本低、可应用范围广的圆极化漏波天线。仿真结果和部分测试结果在文中给出。本文主要工作归纳如下:1.基于ISGW技术提出一种L形缝隙圆极化漏波天线的单元结构。利用HFSS(High Frequency Structure Simulator)对表面电流分布进行研究,并依据表面电流分布的特点进行改进最终使天线单元获得了较好的阻抗匹和轴比性能。2.在L形缝隙天线的基础上提出了一种U形缝隙圆极化天线。通过对缝隙处电场分布的研究,进一步改进缝隙的形状,使该U形缝隙圆极化天线具有更宽的轴比带宽、更好的方向性等优点。对两种圆极化天线进行了参数分析和比较。3.提出了两种不同的基于ISGW的圆极化漏波天线阵列。首先对1×8U形缝隙阵列进行仿真研究,在此基础上通过对单元周期和单元个数的调整,进一步提出了1×12U形缝隙阵列天线,具有更好的阻抗匹配,极大减弱了开阻带效应(Open stop band,OSB)。实现了跨越0°的波束扫描,更高的增益(约17.5d B),更宽的轴比带宽(约5GHz)和更广的扫描角度(约40°)。对比了两种天线的仿真性能,加工并测试了1×12U形缝隙阵列天线。
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