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基于波导结构的缝隙阵列及连续切向节阵列天线研究的开题报告
一、选题背景及意义
天线作为电磁场理论的应用，是无线通信系统中的关键组成部分。目前，无线通信系统日益广泛，对天线的性能要求也越来越高。在众多的天线种类中，基于波导结构的天线因其具有宽频特性、好的辐射特性等优点，在微波和毫米波频段中得到了广泛的应用。
波导结构的天线可以分为两类：一类是基于波导结构的缝隙阵列天线，另一类是基于波导结构的连续切向节阵列天线。缝隙阵列天线具有宽频带、低波纹等优点，但是存在振荡频率易受缝隙大小和形状的影响的问题。而连续切向节阵列天线可以消除缝隙阵列天线的缺点，具有劈尖、光滑的线性相位，较好的极化特性和阵列方向图控制能力。这两类天线都有着广泛的应用，因此研究这两类天线的特性及其优化具有实际应用价值。
二、研究目的
本文通过对基于波导结构的缝隙阵列及连续切向节阵列天线结构的分析和仿真，探究它们的特性，重点研究它们的频率特性、辐射性能以及阵列方向图控制能力等，为基于波导结构的天线的开发和应用提供理论支持和技术指导。
三、研究内容及方法
本研究主要从以下三个方面进行深入探索：
1.缝隙阵列天线的研究
基于波导结构的缝隙阵列天线常常存在着易受缝隙大小和形状的影响、辐射效率低等问题。因此，本文将通过对缝隙阵列天线的结构进行分析和仿真，研究缝隙阵列天线的品质因数、锐度系数、辐射效率等特性，并通过优化缝隙阵列的尺寸、形状等，以使缝隙阵列天线具有更好的性能。
2.连续切向节阵列天线的研究
连续切向节阵列天线可以消除缝隙阵列天线的缺点，具有劈尖、光滑的线性相位、较好的极化特性和阵列方向图控制能力。因此，本文将通过对连续切向节阵列天线的结构进行分析和仿真，探究其频率特性、辐射性能和阵列方向图的控制能力，以及节元长度、间距等参数对天线性能的影响，并进行优化。
3.基于波导结构的天线的比较分析
本文将对基于波导结构的缝隙阵列和连续切向节阵列天线进行比较分析，探究它们的优缺点及其适用场景，并指出未来研究中需要解决的问题。
本研究将主要基于有限元仿真分析方法，采用Ansys等软件进行仿真分析。同时，也会构建实验样品，通过天线测试系统进行实验验证。
四、研究意义及预期结果
本研究对基于波导结构的缝隙阵列及连续切向节阵列天线的研究具有广泛的应用价值。研究结果将为基于波导结构的天线的设计、优化及应用提供重要的理论支持和技术指导。预期结果如下：
1.综合分析缝隙阵列和连续切向节阵列天线的频率特性、辐射特性、阵列方向图等特性，并找出它们的优缺点。
2.研究缝隙阵列天线的尺寸、形状等因素对天线性能的影响，找到缝隙阵列天线的优化方法。
3.研究连续切向节阵列天线的节元长度、间距等设计参数对天线性能的影响，并找到连续切向节阵列天线的优化方法。
4.实验验证仿真结果的正确性，完善基于波导结构的天线的研究。
五、进度计划
本研究计划分为以下几个阶段：
1.阅读相关文献，梳理基于波导结构的天线的研究现状，确定研究方向和内容，完成开题报告撰写---1周
2.对基于波导结构的缝隙阵列和连续切向节阵列天线的结构进行分析和仿真，研究它们的特性、性能，找出优化方法---6周
3.构建实验样品，编写天线测试程序，通过天线测试系统进行实验验证，并对实验结果进行分析和比较---3周
4.撰写论文并进行排版，修改，完成论文答辩---4周
6.参考文献
[1]《微波毫米波技术基础》，李刚编著，电子工业出版社
[2]《基于微带和传输线结构的射频和毫米波电路设计与分析》，高春辉等著，电子工业出版社
[3]Chen,Z.,Zheng,S.,&Yuan,N.(2016).Continuousslotarrayantennasfedbymulti-portwaveguideinnumericalandexperimentalresearch.Optik-InternationalJournalforLightandElectronOptics,127(12),5003-5007.
[4]Chen,C.Y.,&Lin,Y.C.(2019).DesignofContinuousTaperedSlotAntennasFedwithFoldedWaveguide.IEEEAntennasandWirelessPropagationLetters,18(7),1505-1509.
[5]Chen,Z.,Zheng,S.,Wang,Y.,&Yuan,N.(2016).Ahigh‐gainslotarrayantennafedbymultimodewaveguide.MicrowaveandOpticalTechnologyLetters,58(8),1725-1729.