X波段全向圆极化阵列研究与设计.docx

苏州大学本科生毕业设计（论文）本科毕业设计（论文）学院(部)电子信息学院题目X波段全向圆极化阵列研究与设计年级2014级专业电子科学与技术班级14电科学号1428401020姓名柳俊彦指导老师刘昌荣职称副教授论文提交日期2018年5月目录目录2摘要1Abstract2第一章绪论31.1引言31.2国内外研究现状31.3内容简介4第二章微带天线及阵列天线基础52.1天线基本参数52.1.1天线的方性及相关参数52.1.2天线的效率52.1.3天线的增益系数62.1.4天线的极化62.1.5天线的工作频带72.2微带天线基本原理72.2.1微带天线辐射原理82.2.2微带天线基本分析方法92.3阵列天线基本原理102.3.1天线阵的方向性增强原理112.3.2天线阵的方向图乘积定理11第三章微带天线圆极化原理133.1圆极化基本原理133.1.1圆极化基本原理133.1.2圆极化的相关参数153.2微带天线圆极化技术173.2.1单馈法173.2.2多馈法183.2.3多元法18第四章X波段全向圆极化阵列设计194.1贴片天线单元设计194.2圆极化单元阵列设计224.3馈电网络设计234.4全向阵列设计25第五章总结与展望285.1本文总结285.2展望28参考文献29致谢3030摘要近年来，我国的无线通信技术得到迅速发展。天线作为通信系统中关键部分，其性能的好坏直接决定着无线通信系统质量的优劣。随着卫星通信，雷达，移动通信，RFID等通信技术的广泛应用，电磁环境越来越变得复杂多样，仅仅是极化天线已经无法满足目前通信系统的要求。圆极化天线可以降低多径效应，接受任意方向来波，因此在无线通信系统各领域拥有更强的应用性[1]。本文研究并设计了一款工作在X波段的全向圆极化阵列天线，用于无线通信。本文采用矩形微带贴片作为基础结构，采用多元法实现圆极化特性，设计具有高增益圆极化辐射特性的单元天线。本文中涉及了T形一分二功分器的设计与研究，并且设计了具有90°相移的一分二功分器作为圆极化辐射单元实现圆极化的馈电网络。此后，本文对阵列的实现方式进行了研究，将单元天线成线形组阵，形成六个辐射波束角大于60°的定向辐射阵。为了实现全向辐射，本文将六个定向阵以六边形的形式组合，通过一分六的功分器同时馈电，从而形成全向辐射特性。天线设计在相对介电常数为2.2、厚度为0.5mm的罗杰斯5880介质基板上，该天线的中心频率为10GHz，主辐射方向上增益接近10dB，在中心频率上有着较好的轴比性能。由于实验室条件的限制，该天线的样品实物选择在1mm厚的FR4介质基板上加工。在本文中给出了样品实物的加工情况。关键词：天线；圆极化；微带天线；天线阵AbstractInrecentyears,wirelesscommunicationtechnologyhasdevelopedrapidlyinourcountry.Asakeypartofthecommunicationsystem,theperformanceoftheantennadirectlydeterminesthequalityofthewirelesscommunicationsystem.Withthewideapplicationofsatellitecommunications,radar,mobilecommunication,RFIDandthelike,electromagneticenvironmentisbecomingmoreandmorecomplicatedanddiverse.Insuchcircumstance,thesinglelinearpolarizedantennahasbeenunabletomeettherequirementsofthecurrentcommunicationsystem.Thecircularpolarizationantennacanreducethemultipatheffectandacceptthecomingwaveinanydirection.Thus,ithasstrongerapplicabilityinmanyareasofthewirelesscommunicationsystem.Thispapermainlyfocusesonanomnidirectionalcircularlypolarizedx-bandarrayforwirelesscommunication.Inthispaper,therectangularmicrostrippatchisusedasthebasicstructure,andmultivariatemethodisadoptedtorealizethecircularpolarizatio