【摘 要】
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随着无线通信应用范围的拓展,应用环境也越来越复杂。天线作为支撑无线通信的重要部件,也需要适应不同的应用环境。其中有一类天线,需要贴附于载体表面来降低风阻,这一类天线称之为共形天线。现有的共形天线往往以贴片天线作为基本单元。其复杂的馈电网络既会增加设计难度,也会增大天线体积,不利于满足共形和小型化的要求。本文针对共形天线的发展需求,研究基于漏波天线的共形天线,为共形天线设计提供一类新的天线结构及相应
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随着无线通信应用范围的拓展,应用环境也越来越复杂。天线作为支撑无线通信的重要部件,也需要适应不同的应用环境。其中有一类天线,需要贴附于载体表面来降低风阻,这一类天线称之为共形天线。现有的共形天线往往以贴片天线作为基本单元。其复杂的馈电网络既会增加设计难度,也会增大天线体积,不利于满足共形和小型化的要求。本文针对共形天线的发展需求,研究基于漏波天线的共形天线,为共形天线设计提供一类新的天线结构及相应的理论和技术支撑。本文的主要工作和创新点如下:1.针对圆柱载体,提出了两种基于不同波导的共形漏波天线。其中一种为基于空腔波导的圆柱共形漏波天线,该波导的传输特性和相同结构参数的矩形波导的传输特性基本相同;研究表明该天线在其波导内的周期数为整数时,可以实现全向辐射。在此基础上,考虑实际加工问题,提出了一种基于基片集成波导的圆柱共形漏波天线,在保证辐射特性不变的情况下提高了天线加工的可行性。为圆柱共形漏波天线设计了一种谐振腔馈电结构,利用耦合缝隙将谐振腔内的能量耦合至辐射层,实现阻抗匹配。2.针对圆锥载体,提出了一种共形基片集成波导漏波天线,分析了其传输及辐射特性,总结了其结构的设计方法。研究表明,在波导内传输周期数为整数时,该天线可以辐射锥形波束。所设计圆锥基片集成波导的等效波导宽度较直线型基片集成波导要稍宽一些,可适当调整波导宽度来实现相同的传输特性。3.针对弧形载体,提出了两种缝隙排列方式的共形基片集成波导漏波天线。首先研究了弧形基片集成波导的传输特性,结果表明该结构与直线型基片集成波导具有类似的传输特性。在此基础上,提出了一种可实现高效辐射的均匀缝隙基片集成波导漏波天线。其次,基于环形阵列理论和行波理论,建立了弧形阵列辐射场计算模型,在该模型分析基础上,提出了具有定向辐射特性的弧形共形漏波天线设计方法,通过实际加工及测试验证,表明该天线可以产生定向波束,为具有弧形表面的载体的定向无线通信提供了有效的解决方案。
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