论文部分内容阅读
随着无线电技术的发展,电子系统向低功耗、多功能、集成化方向发展。微波能量采集、多功能共口径天线顺应这一发展成为热点研究方向。而滤波天线作为天线和滤波器两种部件的集成化设计,也得到广泛的关注。本文针对微波能量采集系统中的整流天线和卫星通信系统中的双频双圆极化共口径天线,研究滤波天线的设计,实现特定的应用需求。主要工作内容如下:第一,阐述了滤波天线及其在相关应用中的研究现状,针对特定应用讨论了滤波天线以及紧致微带谐振单元(CMRC)滤波器和阶跃阻抗环形滤波器两种小型化滤波器的设计方法。第二,针对微波能量采集应用,设计了一款工作频段为2.3GHz到2.6GHz的宽带整流天线。接收天线结合了 CMRC滤波器和宽带U型缝微带天线,实现了宽带谐波抑制能力,二次和三次谐波频率上的回波损耗均小于O.1dB;整流电路采用对低输入功率敏感的二极管和微带匹配电路,在宽带内具有稳定的整流效率。第三,利用滤波天线单元改善共口径天线的隔离,在单层介质基片上实现了双频双圆极化微带天线阵列研制。采用小型化高选择特性的滤波器和圆极化微带贴片,实现了具有陡峭截止特性的滤波天线单元,然后通过微带双工器构成双频双圆极化单元,再利用单副并馈网络扩展成阵列。滤波天线单元有效改善了不同频率单元之间的隔离,能够使两个单元的工作频率(8.6GHz/8.2GHz)之比低至1.04。以这种滤波天线作为单元研制了 16元和64元阵列,测试结果表明天线阵列在两工作频率上具有良好的圆极化辐射性能,交叉极化隔离良好。该设计利用滤波天线保证了良好的隔离,单层基片保证加工的精度与便利,同时滤波天线方案具有良好的可扩展性,因此具有广泛的应用前景。本文将滤波天线引入微波能量采集系统和卫星通信系统中,成功设计出一款宽带整流天线和一款双频双圆极化微带阵列天线,实现了特定的应用需求,具有良好工程应用价值。