基于基片集成波导的H面喇叭天线和频率可调背腔缝隙天线研究

摘要

基片集成波导作为一种新型导波结构，兼具金属波导和微波传输线的优点，如低损耗、高Q值、低剖面、低成本等，采用基片集成波导技术还可以将无源器件与有源器件集成在同一块介质基板上，以实现系统的小型化。基片集成波导结构的出现，为微波器件的设计提供了新的途径。
　　天线作为无线通信系统的重要组成部分，朝着小型化、高性能、高集成度的方向快速发展。此外，可重构天线作为一种新型天线，由于其能够根据环境需求实时重构天线的特性，且有利于缓解紧张的频谱资源，成为了近年来天线领域的研究热点。
　　本文梳理了基片集成波导结构和天线的相关基础知识，在此基础上，设计了两种基于基片集成波导结构的天线。首先设计了一款基于基片集成波导的H面喇叭天线，为了克服普遍存在于此类天线中的阻抗失配问题，本文采用改进扩展结构和加载弧形阵列贴片的综合方案，结果表明，该天线的介质基板厚度小于十分之一波长，同时频带宽度达到了25.5％，相比同类型设计有了很大的提高。然后，设计了一款基于基片集成波导结构的频率可调背腔缝隙天线，该天线通过共面波导馈电，在辐射缝隙中跨接了6个不等间距排列的PIN二极管，通过控制PIN二极管的通断从而控制缝隙的有效长度，达到频率可调的目的。最终测试结果表明，该天线频率可调范围为4.85GHz-5.88GHz，且天线在整个频段范围内辐射方向图保持稳定。

目录

声明

1 绪论

1.1 论文的研究背景及意义

1.2 基片集成波导结构在天线设计中的应用

1.3 论文的主要研究内容

2 天线参数与基片集成波导相关理论

2.1 引言

2.2 天线主要特性参数

2.3 基片集成波导传输特性与改进结构

2.4 本章小结

3 基于基片集成波导的H面喇叭天线

3.1 引言

3.2 H面喇叭天线的设计理论

3.3 基于基片集成波导结构的H面喇叭天线的设计与实现

3.4 本章小结

4 基于基片集成波导的频率可调背腔缝隙天线

4.1 引言

4.2 波导缝隙辐射原理

4.3 基于基片集成波导结构的背腔缝隙天线的设计

4.4 频率可调基片集成波导背腔缝隙天线的设计与实现

4.5 本章小结

5 总结与展望

5.1 全文总结

5.2 后续工作展望

致谢

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间发表论文目录