毫米波共形與波束賦形天線(xiàn)的研究.pdf

1、隨著無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的技術(shù)更迭，人們對(duì)通信容量、傳輸速率的需求不斷提高，并開(kāi)始大量關(guān)注具有更豐富頻率資源的毫米波通信。在毫米波頻段，基片集成波導(dǎo)技術(shù)兼?zhèn)淞宋Ш筒▽?dǎo)的特點(diǎn)，具有低剖面、低損耗、高品質(zhì)因數(shù)、高平面集成能力、加工精度高、工藝成熟等優(yōu)勢(shì)。本文基于基片集成波導(dǎo)技術(shù)，針對(duì)中國(guó)近遠(yuǎn)程毫米波無(wú)線(xiàn)通信協(xié)議Q-LinkPan的工作需求，研究了Q波段的平面及圓柱共形天線(xiàn)的波束賦形技術(shù)，并提出了一種新型的高效設(shè)計(jì)方法。本文的主要工作如下:

2、　　第一章闡述了論文的研究背景，對(duì)毫米波共形及賦形天線(xiàn)領(lǐng)域的相關(guān)研究成果做了回顧和總結(jié)。
　　第二章提出了一種波束賦形的高效設(shè)計(jì)方法，它包含了遺傳算法和主動(dòng)空間映射方法。該方法首先利用遺傳算法快速搜索陣列天線(xiàn)方向圖綜合的最優(yōu)激勵(lì)，然后利用主動(dòng)空間映射方法將最優(yōu)激勵(lì)轉(zhuǎn)化成全波模型中的激勵(lì)分布。該方法通過(guò)在全波電磁仿真和電路仿真之間建立參數(shù)提取和參數(shù)映射的關(guān)系，僅需少數(shù)幾次全波電磁仿真，就可以在較短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)天線(xiàn)的精確設(shè)計(jì)。它不但節(jié)

3、約了計(jì)算機(jī)仿真資源與設(shè)計(jì)時(shí)間，而且考慮了陣列單元的互耦因素。
　　第三章設(shè)計(jì)了一款具有高空間角度選擇性平項(xiàng)波束的共形基片集成波導(dǎo)縫隙天線(xiàn)陣。在毫米波頻段，利用第二章介紹的混合優(yōu)化方法對(duì)天線(xiàn)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了具有空間高角度選擇特性的平頂波束形狀。其輻射波束輪廓符合橢圓函數(shù)濾波響應(yīng)，具有高度的選擇特性，同時(shí)其平頂波動(dòng)較小，覆蓋±30度范圍。天線(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了仿真設(shè)計(jì)。本章的研究成果已發(fā)表于IEEE Antennas and Wire

4、less Propagation Letters。
　　第四章設(shè)計(jì)了一款具有余割平方波束的毫米波平面基片集成波導(dǎo)縫隙天線(xiàn)陣。通過(guò)對(duì)平面縫隙陣列的E面方向圖進(jìn)行綜合，并利用第二章介紹的混合優(yōu)化方法同時(shí)優(yōu)化單元天線(xiàn)的激勵(lì)幅度與相位，實(shí)現(xiàn)了天線(xiàn)的設(shè)計(jì)。整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程僅使用了三次全波仿真。該天線(xiàn)的波束在40度以?xún)?nèi)滿(mǎn)足余割平方分布規(guī)律，波動(dòng)較小。測(cè)試結(jié)果驗(yàn)證了余割平方波束的設(shè)計(jì)要求。本章的研究成果已投稿IEEE Antennas and Wi