HFSS两维平面阵列天线的优化设计(2)

菜单

4.1 微带天线的辐射机理 21

4.2 微带天线的馈电 22

4.2.1 微带线馈电 22

4.2.2 同轴线馈电 22

4.2.3 特性参数 22

5 HFSS软件仿真 24

5.1 天线设计流程概述 24

结论 26

致谢 27

参考文献 28

1 绪论

1.1课题的背景和意义

天线在本质上就是一种转换器，它将在传输信道或者传输线上的导行波，转换成在真空中即无界媒质中传播的电磁波，亦或进行与之相反的转换。天线是在无线电设备中专门用来进行发射或接收电磁波以进行信息的传递与接收的部件。像那些熟悉的无线电通信系统、喇叭广播、电视以及其他类似系统、射电天文等工程系统，这些凡是都在利用电磁波来传递交换信息的，都是依靠天线来进行工作的。论文网

而现在的我们所熟知的阵列天线是一类特殊的天线，它由至少两个天线单元在一定规则之下或任意排列并在激励的激励下获得起初预计的符合需要的辐射特性的天线。根据现代通信原理以及在社会生产实习技术的发展，以及世界上其他国家对天线的其他很多研究方向的提出，都促成了一种新型符合实际需要性能更好地天线的诞生。众所周知阵列天线毫无疑问就是国际在新型天线研究的一种方向,而所谓的阵列天线并不是想象中的任意将天线排成阵列的样子,而是它是以阵列天线的方式构成的这样一种新型天线。它们按照直线或者圆形以及椭圆形或者更复杂的形式,并且它是由阵列天线馈电电流,单元之间的间距,以及辐射单元电长度等不同参数得以实现来构成阵列,以此来获取在辐射方向或者辐射功率方向性.这就是阵列天线不同于其他简简单单的天线的关键所在,它可以由实际需要需要来调节阵列天线辐射的方向性能.因此在这一方面诞生出了诸如现代通信系统中使用的智能天线等。文献综述

而在微波中的毫米波相对于其他波段的电磁波具有更高的带宽，较之更窄的波束，和微波相比，毫米波做成的元器件的在整体尺寸要比其他波段的小得多。因此毫米波系统更容易实现小型化。在与激光的相互比较中，毫米波在传输线或者传输信道上的传播受天气状况的影响要小得多，那么在一定条件下可以相对认为毫米波比其他波段更具有全天候特性。因此用高频率的毫米波做成的这种平面阵列天线可以在目标识别方面分辨相距更近的目标因此可以明显的提高距离分辨力。毫米波做成的阵列天线在通信系统中主要应用在探测雷达以及目标的检测，包括空间以及相对的目标识别，还有导弹制导，引信等方面。在主要是毫米波应用的现代通信系统中它主要实现了以下的功能，应用于空间卫星与地面或者卫星之间与通信飞机的警报设备，飞船与地面之间控制室的通信等。

1.2 课题的研究现状

2 天线和阵列天线

2.1 阵列天线的理论基础

2.1.1 电磁波的干涉与叠加

就像我们在前面介绍的阵列天线一样，实际中的阵列天线之所以与其他的简单普通天线有区别就是在于阵列天线的空间辐射不仅仅是单个阵元的辐射之和，而是由众多组成这个阵列天线的单元在空间辐射场的叠加。正是由于这种空间的干涉和叠加才形成了阵列天线特有的，区别于其他简易天线的辐射特性。在这种特有的辐射特性中，阵列天线可以人为的形成在整个空间的辐射单单指向某部分的空间这就是阵列天线的方向性能。组成阵列天线的众多单元在某些空间的空间辐射是同相叠加，这就导致了这个空间内部的天线辐射加强；而在某些空间区域单元之间的辐射是反相叠加的，这就导致了在这些区域内部整体的天线辐射是减弱的，就是这样的辐射在干涉和叠加的基础上从而使得不变的总辐射能量一直在整个空间重新随机分布。使得空间的辐射强度跟具体的位置有了相应的函数关系，无论是减弱还是加强。