相控透镜天线技术研究

发布时间：2024-04-25 20:03

　　近年来毫米波在通信中的应用越来越广泛,但是为了弥补高频传输路径的传输损耗,需采用高增益波束扫描天线以实现远距离无线通信。常见的高增益扫描天线主要有相控阵天线、透镜天线等。相控阵天线由于成本高昂、功耗过大等问题,在实际应用中受到极大限制;另一方面,平面透镜天线存在扫描范围窄、机械扫描速度慢等缺点,导致系统工作效率低下。本文将相控阵的电扫描性能与透镜天线的高增益特点有机结合,从透镜口径面相位分布、馈源阵列激励系数等方面,对相控馈电透镜天线进行了详细的分析与研究。本文主要的创新工作如下:首先,介绍了相控透镜天线的基本工作原理,并提出了完整的相控透镜天线设计方法。与传统透镜天线的设计不同,本文根据几何光学法(GO),提出了一种分块式多焦点的透镜相位分布设计方法,用于改善透镜天线的扫描性能。同时,本文结合粒子群算法(PSO)给出了适合透镜照射需求的馈源阵列激励系数优化方法。两者共同构成了相控透镜天线的完整设计与优化方法。然后,根据提出的优化方法,用频率选择表面(FSS)透镜单元与背腔微带天线单元设计了两个高增益大角度扫描的相控透镜天线。第一个天线在方位面及俯仰面实现了±30°波束覆盖,法向增益为...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图4-13Ka波段毫米波低通M-FSS平面透

第四章平面透镜天线相控波束扫描技术研究91贴片构成，但六边形单元边长L缩短至1mm；此外，毫米波透镜单元的介质基板调整为RogersRO4350B，介电常数为3.48，外侧两层介质板厚度为0.508mm，中间两层厚度0.422mm。图4-13给出了毫米波低通M-FSS平面透镜电路....

图4-25太赫兹开口波导阵列级联二维波

第四章平面透镜天线相控波束扫描技术研究97(a)(b)图4-25太赫兹开口波导阵列级联二维波导馈电网络。(a)结构图；(b)加工实物图在实验过程中，本文首先基于低成本印刷电路板工艺完成太赫兹微带平面透镜天线的加工。为满足加工精度要求，所有金属极化栅格线宽、相邻极化栅格间距均调整为....

图1-1常见的透射阵天线单元

透镜阵面相位分布设计和波束扫描机制研究。(a)(b)(c)图1-1常见的透射阵天线单元。(a)收发天线型[8]；(b)FSS型[13]；(c)超材料型[15]

图1-2文献[19]中的波束扫描透镜

因而适合作为大角度扫描透镜的单元。(a)(b)图1-2文献[19]中的波束扫描透镜。(a)透镜天线结构图；(b)扫描方向图透镜阵面相位分布主要采用单焦点的设计方法。但是当波束扫描时，采用单焦点设计的阵面相位误差随扫描角增加而增大，最终导致天线增益下降以及副瓣抬升。国内外对宽角....

本文编号：3964190