毫米波天线阵列及单元研究概要.pdf

【毫米波天线阵列及单元研究概要】 毫米波技术是无线通信、雷达探测、遥感等领域的关键部分，其工作频率范围通常在30GHz至300GHz之间，对应波长在1毫米到10毫米。毫米波天线阵列则是利用多个天线单元排列组合，以实现更精确的方向控制、更高的数据传输速率和更强的信号穿透能力。本论文重点探讨了毫米波天线阵列及其单元的圆极化特性。 圆极化特性对于无线通信系统至关重要，因为它们能确保信号在传输过程中保持稳定，不受大气干扰或地球自转影响。本文提出了两种不同类型的毫米波天线设计，分别是平面天线和介质谐振天线，这两种设计都致力于实现高效的圆极化性能。 1. 平面辐射槽天线：设计了两种形状，即直边槽平面天线和转角槽平面天线。它们由四个特定排列的槽天线单元构成，通过在槽天线外围的介质中垂直放置接地柱来实现短路连接，以截断表面波传输，降低损耗。直边槽天线的辐射槽为长条矩形，转角槽天线的辐射槽则呈现L型。经过参数优化和仿真对比，直边槽平面天线被选中进行实物加工和测试，并进一步组成4x4矩形阵列，以实现圆极化相控阵列。 2. 介质谐振天线：探讨了DRAs（Dielectric Resonator Antennas）的线极化和圆极化特性，提出了两种圆极化组阵方法。第一种是通过4个线极化的DRAs单元组成2x2子阵列，不同方向的交错馈电实现圆极化，然后用子阵列作为基本元素构建更大的阵列。第二种方法是直接设计圆极化天线单元，用这些单元直接构成圆极化阵列。通过8x8矩形方阵的仿真分析，比较了两种方法的工作特性和优缺点。 毫米波天线阵列的研究不仅有助于提升通信系统的性能，还对新型雷达系统、卫星通信和5G移动通信网络等有着深远影响。通过吴慧娴的硕士学位论文，我们可以深入了解毫米波天线阵列的设计原理，以及如何通过创新的结构设计和参数优化来实现圆极化，这对于推动毫米波技术的发展具有重要的理论和实践意义。