摘要
随着高速无线传输需求的增加，新的通信系统需要比以往具有更宽的带宽和更快的传输速率。E波段由于具有较低的大气衰减，近年来备受关注，其中71–76GHz和81–86GHz已经成为毫米波点对点通信和数据回传的应用频段。为了满足点对点通信系统对于高增益、低剖面、窄波束天线的需求，本文基于金属腔体辐射结构开展了E波段高增益平面阵列天线的设计研究，具体工作如下： 1.基于E波段点对点通信对于高增益、低剖面阵列天线的需求，本文对微带天线、基片集成腔天线、波导缝隙天线和金属腔体天线等平面阵列天线的研究现状进行了综述，并对不同类型的天线进行了总结和比较。此外，对波导缝隙耦合结构进行了原理分析，介绍了脊波导的传输特性，为平面阵列天线馈电结构的设计提供了技术基础。 2.设计了一种工作在E波段的32×32线极化高增益金属腔体阵列天线。首先，在金属腔体中加载金属块，通过分析金属块表面电流分布以及辐射口面电场分布，提出了一种基于面电流和等效磁流辐射的2×2高增益金属腔体子阵天线。然后利用脊波导基模传输带宽较宽的特点，设计了一款脊波导结构的1分256单层馈电网络。除此之外，为了便于天线安装测试，提出了一种WR12标准波导到脊波导的垂直转接结构。 3.提出了一种工作在E波段的8×8双极化高增益金属腔体阵列天线。首先，基于线极化天线的辐射机理，利用子阵天线的对称性，采用两层馈电波导分别通过横缝和纵缝形成十字形耦合缝隙，从而得到双极化子阵天线。同时，在两层馈电波导之间设计了一个腔体用于提高两种极化的隔离度，并引入新的谐振点调整天线的阻抗带宽。此外，还提出了一种改进型双层T型功分器，在输出端口的横缝处实现了同相馈电，结合单层T型功分器，设计了两个1分16功分器，形成两种极化的馈电结构。
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