基于人工电磁频率选择结构的新一代通信天线罩研究

发布时间：2023-08-18 17:30

　　通信技术是现代信息产业发展的主要载体。随着通信设备的快速发展,天线系统呈现毫米波、小型化、多频段、高频比等趋势。传统通信天线罩在电磁调控方面存在极限,使得新一代天线系统的研发面临严峻的挑战。为满足新型天线系统的高性能指标,亟需探索人工电磁频率选择结构(FSS)在天线罩上的应用。目前,基于FSS的天线罩研究仍存在许多技术挑战:1)传统FSS天线罩大多工作在20 GHz以下的低频段,且很少兼有宽通带、深度带外抑制以及锋利的双边沿特性;2)2维FSS天线罩在入射角度超过40度时,频率响应出现衰退;3)传统2.5维小型化FSS天线罩的金属线延伸率没有显著增加;4)传统双频段、传输型FSS天线罩无法实现高频比值;5)2维双频段、高频比FSS天线罩在入射角度超过30度时,频率响应开始衰退。针对挑战一,本文设计了基于2维FSS的5G通信Ka波段天线罩。实测结果表明,该结构的-3 dB带宽覆盖24.96 GHz至30.90 GHz,带外抑制超过25 dB。同时,本文提出了相应的等效电路模型与解析方法,与测试结果相比,全波仿真与电路模拟结果在传输极点上的最大偏差小于1.0%。针对挑战二,本文设计了基于2...

【文章页数】：140 页

【学位级别】：博士

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致谢
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 新一代通信天线系统面临的挑战
        1.1.2 人工电磁频率选择结构天线罩的研究背景及意义
        1.1.3 频率选择结构技术的基本概念
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 2维频率选择结构天线罩的研究
        1.2.2 2.5维频率选择结构天线罩的研究
        1.2.3 2维双频段频率选择结构天线罩的研究
        1.2.4 3维双频段频率选择结构天线罩的研究
    1.3 研究内容
    1.4 组织结构
第2章 频率选择结构的基本理论
    2.1 引言
    2.2 频率选择结构的工作机理
        2.2.1 基于Floquet模式的滤波
        2.2.2 栅瓣现象
    2.3 频率选择结构的常见分析方法
        2.3.1 等效电路法
        2.3.2 谱域法(数值计算法)
    2.4 本章小结
第3章 基于2维频率选择结构的5G通信天线罩研究
    3.1 引言
    3.2 2维天线罩的结构设计与全波仿真分析
    3.3 等效电路的搭建与分析
    3.4 测试结果与分析
    3.5 本章小结
第4章 基于2.5维频率选择结构的5G通信天线罩研究
    4.1 引言
    4.2 2.5维天线罩的结构设计与全波仿真分析
        4.2.1 角度稳定特性简述
        4.2.2 基于金属过孔的单层结构描述
        4.2.3 具有稳定响应的宽带2.5维FSS结构
    4.3 等效电路的搭建与分析
    4.4 测试结果与分析
    4.5 本章小结
第5章 基于2.5维频率选择结构的超小型化天线罩研究
    5.1 引言
    5.2 单频段超小型化结构研究
    5.3 双频段超小型化结构研究
    5.4 本章小结
第6章 基于2维双频段、高频比频率选择结构的天线罩研究
    6.1 引言
    6.2 设计理念
        6.2.1 小型化FSS的描述
        6.2.2 双频带通响应的实现
        6.2.3 基于集总电容的初步结构
        6.2.4 基于集总电容结构的仿真结果
    6.3 2维双通带、高频比FSS天线罩的设计实例
    6.4 等效电路的搭建和分析
    6.5 测试结果与分析
    6.6 本章小结
第7章 基于3维双频段、高频比频率选择结构的天线罩研究
    7.1 引言
    7.2 3维无杂散干扰的低通带结构设计
    7.3 3维双通带、高频比FSS天线罩
    7.4 等效电路搭建与分析
    7.5 3维双通带、高频比、吸收型FSS天线罩
    7.6 本章小结
第8章 结论与展望
    8.1 结论
    8.2 未来展望
参考文献
个人简介



本文编号：3842633