宽带技术论文提纲

论文题目：微带反射阵列宽带技术研究

摘要：对于卫星通信、远距离通信和雷达系统来说,高增益天线发挥着巨大作用,是系统中不可或缺的一部分。而传统的高增益天线都存在着或多或少的缺陷,微带反射阵列天线可以作为传统高增益天线的一种替代品。它具有平面结构、馈电简单,剖面较低、加工便捷、易于波束成形等优点,成为了近年来的研究热点。在此背景下,本文研究了反射阵列天线的设计方法并且针对微带反射阵列存在的带宽窄的缺陷,对微带反射阵列天线的宽带技术进行了深入研究。本文主要内容及取得的研究成果如下:1.基于Vivaldi单元的宽带反射阵列天线研究。研究了利用宽带Vivaldi天线构建反射阵列天线的方法。通过调节Vivaldi反射单元的微带馈线的长度,实现了对反射相位的补偿,并且相移曲线的变化范围覆盖了360o。分析了斜入射电磁波对单元反射相位稳定性的影响。对基于Vivaldi单元的反射阵列天线进行了建模仿真,优化了天线焦距,加工了天线实物并对其进行了测试。2.基于极化转换器的1-bit宽带反射阵列天线研究。针对5G通信系统对高增益天线的需求,研究了利用反射型超表面极化转换器设计1-bit宽带反射阵列天线的方法。设计了具有宽带、高极化转换率的反射型超表面极化转换器。讨论了设计的极化转换器反射相位相对于电磁波入射角度的稳定性。在此极化转换器的基础上设计了一种新型的1-bit宽带反射阵列天线,测试结果显示该设计方案大大扩展了反射阵列天线的带宽。3.用于产生涡旋电磁波的1-bit宽带反射阵列天线研究。不同模态涡旋电磁波具有相互正交的特点,多个模态的涡旋电磁波采用模分复用的方式可以解决目前无线频谱资源日益紧张的问题。因此,本论文在反射型超表面极化转换器的基础上,提出了利用1-bit反射阵列天线产生特定模态涡旋电磁波的方法。实验结果证明,该天线能在宽带范围内生成性能良好的涡旋电磁波,并且产生的OAM波具有不超过+/-4o的涡旋发散角,能够被广泛应用在以涡旋电磁波为基础的远距离通信系统中。

关键词：微带反射阵;宽带;极化转换器;Vivaldi天线;OAM涡旋电磁波

学科专业：通信与信息系统

摘要

ABSTRACT

符号对照表

缩略语对照表

第一章 绪论

1.1 反射阵列天线概述

1.2 反射阵列天线研究进展

1.2.1 宽带反射阵列天线

1.2.2 双频/多频反射阵列天线

1.2.3 极化转换反射阵列天线

1.2.4 波束扫描反射阵列天线

1.3 研究背景与意义

1.4 研究内容与主要工作

第二章 微带反射阵列天线相关理论

2.1 微带反射阵列天线工作原理

2.2 反射阵列天线基本概念

2.2.1 单元相位补偿能力

2.2.2 焦径比

2.2.3 带宽

2.2.4 远场方向图

2.3 反射阵列天线的宽带技术

2.4 反射单元特性分析方法

2.4.1 波导模拟器法

2.4.2 主从边界法

2.5 反射阵馈源天线的选择

2.6 本章小结

第三章 基于Vivaldi单元的宽带反射阵列天线

3.1 引言

3.2 Vivaldi反射单元设计

3.3 基于Vivaldi单元的宽带反射阵列天线设计

3.3.1 基于Vivaldi单元的宽带反射阵列天线的优化仿真

3.3.2 馈源天线的设计

3.3.3 基于Vivaldi单元的宽带反射阵列天线的实验研究

3.4 本章小结

第四章 基于极化转换器的1-bit宽带超表面反射阵列天线

4.1 引言

4.2 基于反射型超表面的极化转换器设计

4.3 基于极化转换器的1-bit宽带反射阵列天线

4.3.1 基于极化转换器的1-bit宽带反射阵列天线的仿真分析

4.3.2 馈源天线的设计

4.3.3 基于极化转换器的1-bit宽带反射阵列天线的实验研究

4.4 基于极化转换器的1-bit涡旋宽带反射阵列天线

4.4.1 基于极化转换器的1-bit涡旋宽带反射阵列天线的仿真分析

4.4.2 基于极化转换器的1-bit涡旋宽带反射阵列天线的实验研究

4.5 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 全文工作总结

5.2 后续研究展望

参考文献

致谢