论文部分内容阅读
随着无线通信技术的发展,通讯系统对天线的许多性能都提出了进一步的要求,例如增多频段、频段调节、增加带宽、提高效率及增益。然而,这些要求使得尺寸与性能的矛盾凸显。因此,基于基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,SIW)成本低、易集成和品质因数高的优势,本论文对基于SIW的缝隙天线和贴片天线模型进行设计并验证,主要内容如下:第一,在全模矩形SIW结构的基础上,先提出两款矩形缝隙天线,分别能够在X波段和Ku波段产生单频响应。在此基础上,将两款矩形缝隙天线进行叠加,设计了一款L型双频SIW缝隙天线。通过渐变微带线进行馈电,获得了参数性能,并为SIW天线的设计提供了更广泛的思路,保证了结构的小型化。第二,对基于SIW腔体的L型缝隙天线进行改进提出一款全新的半模SIW三频可调天线,提高了频带的自由度,并且其体积仅为传统矩形SIW的一半。通过刻蚀交叉缝隙,利用不同模式的电场分布特性,使得该天线在不同频带通过缝隙不同的位置进行辐射,从而产生三个分别位于S波段和C波段的频带。该方法仅通过改变缝隙的某些特定参数,实现频带可调节的目的,最大调节范围可达到900 M,为实现无线通信中既定通带响应的天线提供了更灵活的选择。第三,将SIW腔体模式作为馈电层,提出了一款多层SIW双频宽带贴片天线。设计过程中首先基于SIW谐振器,使其产生两个相互垂直,互不干扰的高阶模式,通过刻蚀新型哑铃形缝隙(dual dumbbell-shaped slots,DDSSs),使模式向上层贴片辐射,使电磁能量能够通过贴片向空间进行传输,产生两个分别位于C波段和X波段的通带。通过调节馈电点及两个匹配通孔的位置,天线的上下层实现了良好的匹配。该天线具有较宽的工作带宽和较高的增益,并且有效降低了天线的交叉极化,分别在E、H面达到-30 dB和-35 dB,天线的主极化及辐射效率进一步提高。该论文有图63幅,表6个,参考文献72篇。