新型微带阵列天线的研究

来源 :山东科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wangzhao0922
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近年来,微带天线凭借其体积小、低剖面、质量轻、易加工等优点被广泛应用于无线通信系统中。随着无线通信科技的迅速发展,单个微带天线的增益与方向性很难满足人们的需求,尤其是在卫星通信系统中,不仅要求天线要有高增益、低剖面,还要有很高的传输速率,抑制雨雾干扰以及抗多路径反射等特点。因此需要将多个微带天线单元组成具有高增益、低剖面以及方便进行相位扫描和波束扫描等优点的微带阵列天线。当阵列单元间距较大时或远大于波长时,阵列单元间是相互独立、互不干扰的,否则阵列单元之间存在电磁耦合,而且当阵元间距较小时,电磁耦合更加明显。阵元间的电磁耦合效应会使天线的方向性变差,阻抗失配,增益下降等。因此,抑制阵列单元间的电磁耦合效应来提高微带阵列天线的辐射性能已成为近几年研究热点。本文着重对微带阵列天线的组阵方式与阵列单元间耦合效应的抑制展方法展开研究。  本研究主要内容包括:⑴使用电磁仿真软件HFSS分析设计了一款5.8GHz圆极化微带天线,该天线采用孔径耦合馈电方式,并引入空气层以展宽天线带宽。在此基础上结合反相馈电原理与90°移相器组成2×2四单元微带阵列天线,并分析了天线参数对阵列天线性能的影响。⑵对上述阵列天线进行实物加工,并进行实际测试分析,将得到的测试数据与仿真数据对比分析。⑶介绍并分析了几种常用抑制阵元间耦合效应的措施,并采用DGS(DefectedGround Structure)结构对上述阵列天线进行去耦处理,利用HFSS建立模型并仿真,分析去耦操作前后阵列天线的方向图、增益等天线性能参数的变化。
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