微带天线地基本理论和分析报告方法.doc

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目录
摘要1
Abstract2
1 绪论3
研究背景与意义3
国内外开展概况4
本文的主要工作5
2 微带天线的根本理论和分析方法6
微带天线的辐射机理6
微带通信方面，要求天线具有隐蔽性好、机动性强的特点，而这种传统的天线尺寸大、机动性差、难与载体共形、容易暴露目标，已不再适应现代卫星通信系统的需求。现代的卫星通信系统对天线提出了更高的要求，不仅要求天线小型化、重量轻、具有良好的隐蔽性和机动性，同时为了满足大容量通信的需求，要求天线具有双极化、多频性与宽带特性。微带天线以其体积小、重量轻、低剖面、本钱低、易与有源器件集成、能与载体共形、易实现双频、极化形式多样性等优点在卫星通信领域备受亲睐[1][2]。传统的卫星通信天线只工作在单一的某个频段内，单一的频段不能实现收发共用。未来的卫星通信需要收发共用一付天线，以处理同步进展接收与发射的两个别离频段的信号，满足多个系统的通信要求，实现多系统共用和收发共用。这需要天线能够实现双频工作，而微带天线易于实现双频或多频工作，能够解决这些问题。因此微带天线的双频或多频技术亦成为重要的研究课题之一。在卫星通信系统中，目标的反射特性、电磁波的传播和信号的接收性能均与波的极化形式有关。天线极化匹配良好与否，系统的效果迥然不同。传统的卫星通信天线很难实现双极化工作，效能概率低，已不再适应现代和未来的卫星通信天线的要求。为了适应卫星通信系统的不断升级，满足大容量通信的需求，有效解决路径衰落问题，减少天线数量、降低天线本钱，实现频率复用、极化分集、极化捷变特性，要求天线能实现双极化工作。微带天线易实现双极化或多极化工作，能有效解决上述问题。
宽带双频双极化微带天线集合了微带天线、双频天线和双极化天线各自的优点，不仅大大提高了天线的各方面性能，而且在很大程度上降低了天线的本钱。随着卫星通信技术的开展，对Ku波段宽带双频双极化微带天线的研究就变得十分迫切，同时对我国在新一代卫星通信系统中占据国际有利位置具有重要作用。该项目不仅具有广阔的经济前景，而且对保证国家安全也意义深远。
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近年来微带天线倍受重视，由于微带天线为平面结构的谐振式天线，因此它具有平面型、小型化的特点。但其工作频带较窄，一般矩形贴片天线的带宽只有5%。因此，如何展宽微带天线的阻抗带宽具有十分重要的实际意义。CamNguyen等人提出采用不同材料的介质基片、天线加载、采用多层贴片、口径耦合等方式有效地降低了天线的值，展宽了频带[3-6]。双频或多频天线能实现收发一体化的要求，-L Wong教授等提出采用同一贴片，通过加载或者开缝的方法改变贴片各种自然模的场分布，进而使谐振频率受到干扰，最终实现双频工作[7-11]。Zhang-Fa Liu等人提出利用多层贴片结构形成多个谐振器，产生双频或多频段工作特性[12][13]“H〞型、“十〞型、“T〞型等缝隙的方式实现了双极化工作[14-17]。Ku波段宽带双频双极化微带天线一方面要求天线具有双频特性，且每个频带又要求宽带工作；另一方面要求天线具有双线性极化辐射特性，而且要求具有较高的隔离度和较低的交叉极化电平。因此，Ku波段宽带双频双极化微带天线虽然体积小，但由于要求微带天线同时实现宽频带、双极化、双频特性，具有一定的难度。
[18]，%和17%〔VSWR≤2〕的相对阻抗带宽。某某电子科技大学的潘雪明、焦永昌等设计了一种槽耦合的双频双极化天线单元[19]，在880MHz～960MHz的GSM频段和1710MHz～1880MHz的DCS频段上取得的反射损耗均大于10dB。国防科技大学的蔡明娟、X克诚等提出了一种新型的双频双极化共口径微带天线[20]，(L波段)(X波段),并用时域有限差分法对微带单元进展了模拟分析。某某电子科技大学的朱艳玲和焦永昌等设计了一种共口径双频双圆极化微带天线[21]，通过工作于主模和高次模的两辐射贴片嵌套实现了双频双圆极化辐射的要求。但是，根据查阅相关数据库的结果，国内对Ku波段宽带双频双极化微带天线的研究刚刚起步，目前还没有相关的文献报道。国外提出的Ku波段双频双极化天线，都采用多层贴片结构有效地展宽了工作频带，但采用多层贴片增加了天线的本钱；两种极化的馈电网络都分布在不同的介质层上，使实现双极化的馈电方式更加复杂且匹配困难，这给天线的调试带来一定的难度。这些天线的缺点限制了微带天线在卫星通信领域的应用潜力。为了适应未来卫星通信系统不断升级的要求，研究结构简单、本钱低的宽带双频双极化微带天线迫在眉睫。
第一章：绪论。首先介绍