一種基于緊耦合結(jié)構(gòu)的超寬帶天線陣列設(shè)計(jì)

一種基于緊耦合結(jié)構(gòu)的超寬帶天線陣列設(shè)計(jì)基于緊耦合結(jié)構(gòu)的超寬帶天線陣列設(shè)計(jì)摘要：本論文基于緊耦合結(jié)構(gòu)原理，設(shè)計(jì)一種高性能的超寬帶天線陣列。通過(guò)采用緊耦合結(jié)構(gòu)，可以提高天線之間的相互耦合效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)更高的陣列增益和較低的副瓣水平。通過(guò)理論推導(dǎo)和仿真分析，驗(yàn)證了該設(shè)計(jì)的有效性和性能優(yōu)勢(shì)。1.引言超寬帶技術(shù)在通信和雷達(dá)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，其中天線是超寬帶系統(tǒng)中關(guān)鍵的組成部分之一。天線陣列作為超寬帶通信和雷達(dá)系統(tǒng)的主要天線結(jié)構(gòu)，具有高增益、高方向性和較低的副瓣水平等優(yōu)點(diǎn)。然而，傳統(tǒng)的超寬帶天線陣列存在一些問(wèn)題，比如天線之間的相互耦合效應(yīng)較強(qiáng)，導(dǎo)致陣列增益下降和副瓣水平上升。因此，如何設(shè)計(jì)一種具有更高性能的超寬帶天線陣列成為了研究的熱點(diǎn)之一。2.緊耦合結(jié)構(gòu)的原理緊耦合結(jié)構(gòu)是一種通過(guò)改變天線之間的相互距離和排列方式來(lái)實(shí)現(xiàn)相互耦合效應(yīng)強(qiáng)化的技術(shù)。通過(guò)將天線之間的距離適當(dāng)縮小，可以增加相互耦合效應(yīng)，從而提高陣列增益和減小副瓣水平。在緊耦合結(jié)構(gòu)中，采用了許多耦合單元，它們可以實(shí)現(xiàn)不同程度的耦合效應(yīng)，使得整個(gè)陣列具有更復(fù)雜的工作特性。3.超寬帶天線陣列設(shè)計(jì)本論文設(shè)計(jì)了一種基于緊耦合結(jié)構(gòu)的超寬帶天線陣列。該陣列由8個(gè)天線單元組成，通過(guò)合理布置和設(shè)計(jì)天線之間的距離，實(shí)現(xiàn)了緊耦合結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，以滿足超寬帶通信和雷達(dá)系統(tǒng)對(duì)頻段的需求。4.陣列參數(shù)優(yōu)化在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)仿真和優(yōu)化實(shí)驗(yàn)對(duì)陣列參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。首先，通過(guò)改變天線單元之間的距離，得到了不同耦合程度的陣列結(jié)構(gòu)。然后，通過(guò)功率分配和相位控制，優(yōu)化了陣列的輻射特性。通過(guò)對(duì)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(píng)估通過(guò)理論計(jì)算和電磁仿真，評(píng)估了設(shè)計(jì)的超寬帶天線陣列的性能。結(jié)果表明，采用緊耦合結(jié)構(gòu)的陣列相比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，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(nèi)具有均勻的輻射特性和較低的時(shí)延擴(kuò)展。6.結(jié)論本論文設(shè)計(jì)了一種基于緊耦合結(jié)構(gòu)的超寬帶天線陣列，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)和參數(shù)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了更高的陣列增益和較低的副瓣水平。通過(guò)理論推導(dǎo)和仿真分析，驗(yàn)證了該設(shè)計(jì)的有效性和性能優(yōu)勢(shì)。未來(lái)的研究可以進(jìn)一步優(yōu)化陣列的設(shè)計(jì)和改進(jìn)緊耦合結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方式，以提高陣列的性能和適應(yīng)更多的應(yīng)用場(chǎng)景。7.參考文獻(xiàn)[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