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电子发烧友网>电子资料下载>电子资料>如何使用耦合线左右手复合传输线实现频扫天线阵的设计

如何使用耦合线左右手复合传输线实现频扫天线阵的设计

2020-08-21 | pdf | 0.17 MB | 次下载 | 1积分

资料介绍

  左手材料(Left-Hand Material)也被称为双负媒质或者负折射率物质,是一类在一定的频段下同时具有负的介电常数和负的磁导率的材料。左手材料的思想最早由前苏联人V.G.Veselago提出,电磁波在左手材料中传播时,电场、磁场和波矢量满足左手螺旋关系,同时相速度与能流方向相反。随着近年研究的深入,左手材料发展迅速,在很多领域得到应用。2002年,UCLA的 Itoh教授等人提出了左右手复合传输线(CRLH TL)理论,利用微波元件制成人工的左右手复合传输线。这种结构具有较低的插入损耗和较宽的带宽,并具有相位超前等特性,在工程中有很大的应用前景。相控阵雷达是雷达技术发展一个极为重要的方向,而频扫天线技术是相控阵雷达技术最为关键的部分之一。常规的频扫天线多采用慢波结构提供相位变化进行扫描,但是微带线损耗较大,很大的影响了天线的增益。已有的研究证明,利用左右手复合传输线代替慢波线实现串行功分器具有带宽宽、体积小、插入损耗小的优点。但是常规的利用交指电容结构的左右手复合传输线,交指电容值很难做大,限制了这种传输线在低频部分的使用。2009年,Amr M. E. Safwat提出了一种基于微带耦合线的左右手复合传输线(CL-CRLH TL),这种传输线具有更宽的频率范围,能够提供更多的相位超前,损耗更小,结构简单易于实现。本文提出一种新型频扫天线阵列,利用耦合线左右手复合传输线构成串行馈电网络,可以扩展天线阵的频带范围,降低损耗、提高天线阵的增益,并且具有很大的角度扫描范围。天线阵各阵元采用非均匀馈电方式,可以降低天线的旁瓣电平。本文设计的八元频扫天线阵列,在工作频带内扫描角度可达到-40°~10°,增益14dB,旁瓣电平低于-20dB。

  1.简介

  左手材料(Left-Hand Material)也被称为双负媒质或者负折射率物质,是一类在一定的频段下同时具有负的介电常数和负的磁导率的材料。左手材料的思想最早由前苏联人V.G.Veselago提出,电磁波在左手材料中传播时,电场、磁场和波矢量满足左手螺旋关系,同时相速度与能流方向相反。随着近年研究的深入,左手材料发展迅速,在很多领域得到应用。2002年,UCLA的 Itoh教授等人提出了左右手复合传输线(CRLH TL)理论,利用微波元件制成人工的左右手复合传输线。这种结构具有较低的插入损耗和较宽的带宽,并具有相位超前等特性,在工程中有很大的应用前景。相控阵雷达是雷达技术发展一个极为重要的方向,而频扫天线技术是相控阵雷达技术最为关键的部分之一。常规的频扫天线多采用慢波结构提供相位变化进行扫描,但是微带线损耗较大,很大的影响了天线的增益。已有的研究证明,利用左右手复合传输线代替慢波线实现串行功分器具有带宽宽、体积小、插入损耗小的优点。但是常规的利用交指电容结构的左右手复合传输线,交指电容值很难做大,限制了这种传输线在低频部分的使用。2009年,Amr M. E. Safwat提出了一种基于微带耦合线的左右手复合传输线(CL-CRLH TL),这种传输线具有更宽的频率范围,能够提供更多的相位超前,损耗更小,结构简单易于实现。本文提出一种新型频扫天线阵列,利用耦合线左右手复合传输线构成串行馈电网络,可以扩展天线阵的频带范围,降低损耗、提高天线阵的增益,并且具有很大的角度扫描范围。天线阵各阵元采用非均匀馈电方式,可以降低天线的旁瓣电平。本文设计的八元频扫天线阵列,在工作频带内扫描角度可达到-40°~10°,增益14dB,旁瓣电平低于-20dB。

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