一種基于緊耦合結構的超寬帶天線陣列設計

一種基于緊耦合結構的超寬帶天線陣列設計基于緊耦合結構的超寬帶天線陣列設計摘要：本論文基于緊耦合結構原理，設計一種高性能的超寬帶天線陣列。通過采用緊耦合結構，可以提高天線之間的相互耦合效應，實現(xiàn)更高的陣列增益和較低的副瓣水平。通過理論推導和仿真分析，驗證了該設計的有效性和性能優(yōu)勢。1.引言超寬帶技術在通信和雷達領域得到了廣泛應用，其中天線是超寬帶系統(tǒng)中關鍵的組成部分之一。天線陣列作為超寬帶通信和雷達系統(tǒng)的主要天線結構，具有高增益、高方向性和較低的副瓣水平等優(yōu)點。然而，傳統(tǒng)的超寬帶天線陣列存在一些問題，比如天線之間的相互耦合效應較強，導致陣列增益下降和副瓣水平上升。因此，如何設計一種具有更高性能的超寬帶天線陣列成為了研究的熱點之一。2.緊耦合結構的原理緊耦合結構是一種通過改變天線之間的相互距離和排列方式來實現(xiàn)相互耦合效應強化的技術。通過將天線之間的距離適當縮小，可以增加相互耦合效應，從而提高陣列增益和減小副瓣水平。在緊耦合結構中，采用了許多耦合單元，它們可以實現(xiàn)不同程度的耦合效應，使得整個陣列具有更復雜的工作特性。3.超寬帶天線陣列設計本論文設計了一種基于緊耦合結構的超寬帶天線陣列。該陣列由8個天線單元組成，通過合理布置和設計天線之間的距離，實現(xiàn)了緊耦合結構的效果。天線單元采用了具有寬工作頻段和良好輻射特性的馬歇爾型天線結構，以滿足超寬帶通信和雷達系統(tǒng)對頻段的需求。4.陣列參數(shù)優(yōu)化在設計過程中，通過仿真和優(yōu)化實驗對陣列參數(shù)進行了優(yōu)化。首先，通過改變天線單元之間的距離，得到了不同耦合程度的陣列結構。然后，通過功率分配和相位控制，優(yōu)化了陣列的輻射特性。通過對比分析，找到了最佳的陣列參數(shù)，以提高陣列的增益和降低副瓣水平。5.性能評估通過理論計算和電磁仿真，評估了設計的超寬帶天線陣列的性能。結果表明，采用緊耦合結構的陣列相比傳統(tǒng)結構，具有更高的增益和更低的副瓣水平。此外，陣列在超寬帶頻段內具有均勻的輻射特性和較低的時延擴展。6.結論本論文設計了一種基于緊耦合結構的超寬帶天線陣列，通過優(yōu)化設計和參數(shù)調整，實現(xiàn)了更高的陣列增益和較低的副瓣水平。通過理論推導和仿真分析，驗證了該設計的有效性和性能優(yōu)勢。未來的研究可以進一步優(yōu)化陣列的設計和改進緊耦合結構的實現(xiàn)方式，以提高陣列的性能和適應更多的應用場景。7.參考文獻[1]Zhang,X.,Zhang,X.,&Pan,X.(2017).Anoveltechniqueofultra-widebandmonopoleantennadesignwithreconfigurablenotch-bandcharacteristics.InternationalJournalofCircuitTheoryandApplications,45(6),930-948.[2]Zhu,Z.,Huang,X.,&Ruan,Q.(2019).Anovelcompactultra-widebandantennawithband-notchedcharacteristics.ProgressinElectromagneticsResearchC,98,159-170.[3]Wang,X.,&Yin,W.(2020).Alowprofile,highgain,andultra-widebandantennabasedonperiodicstructure.JournalofElectromagneticWavesandApplications,34(5),536-545.[4]Li,Y.,&Zhang,H.(2021).Compactultra-widebandantennabasedondual-resonantfeedstructurewithband-notchedcharacteristics.ProgressInElectromagneticsResearchLetters,97,25-33.[5]Zhang,J.,Zhou,G.,&Shi,J.(2021).DesignandAnalysisofaPrintedMonopoleAntennawithBand-NotchedCharacteristicsforUWBApplications.Micromachines,12(5),606.[6]Liu,L.,&Shan,Z.(2021).Compactdualband-notchedultra-widebandmono