光子晶體在相控陣天線中的應(yīng)用研究畢業(yè)論文

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1、空軍工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)光子晶體在相控陣天線中的應(yīng)用研究摘要微波光子晶體，也稱為電磁帶隙結(jié)構(gòu)，是一種具有頻率禁帶的新型周期結(jié)構(gòu)。本文主要針對(duì)微波光子晶體的帶隙特性及其在微波天線中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。首先建立分析微波光子晶體結(jié)構(gòu)的理論模型和仿真工具，研究對(duì)象為以微帶基片為載體的微波光子晶體結(jié)構(gòu)。利用Floquet定理，將無(wú)限大周期結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為一個(gè)周期單元來(lái)計(jì)算。其次利用所建立的數(shù)值仿真工具，對(duì)微波光子晶體的帶隙進(jìn)行了計(jì)算，研究了光子晶體在微波天線以及天線陣列中的應(yīng)用。理論上證實(shí)波導(dǎo)縫隙相控陣天線存在掃描盲點(diǎn)的原因是由于天線單元之間的互耦引

2、起的，也就是天線陣面的表面波所造成的。接著采用光子晶體的帶隙特性對(duì)天線單元之間互耦的減小進(jìn)行研究。最后主要研究了正方形和三角形柵格排列縫隙相控陣的仿真分析結(jié)果。研究表明，光子晶體的引入可以有效地改善天線和天線陣列的特性，主要體現(xiàn)在可以減小天線單元和天線陣列間的耦合。利用光子晶體的頻率帶隙抑制相控陣天線單元間的互耦，改善了相控陣天線的寬角阻抗匹配，消除了相控陣天線的掃描盲點(diǎn)問題，從而改善天線的掃描特性。關(guān)鍵詞：微波光子晶體，電磁帶隙結(jié)構(gòu)，波導(dǎo)端頭縫隙天線，掃描盲點(diǎn)，寬角阻抗匹配33空軍工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)AbstractMicrowa

3、vephotoniccrystals,alsoreferredaselectromagneticbandgap(EBG)materials,areperiodicstructurescharacterizedbytheexistenceoffrequencybandgaps.Thedissertationfocusesontheelectromagneticcharacteristicsinmicrowaveantenna.First,weestablishtheoreticalmodelandnumericalsimulationme

4、thodthatareconstructedinthemicrostripstructures.TheinfiniteperiodicstructureisreducedtoonesinglecellbyapplyingFloquettheorem.Usingtheabovesimulationtools,severalkindMPCstructureshavebeenanalyzed。Thephotoniccrystals(PC)havebeenappliedinmicrowaveantennasandantennaarrays.Th

5、ereasonthatthescanningblindspotexistsinthescanningofwaveguideslottedarrayantennaisthecouplingbetweenantennaelements,thatis,thesurfacewaveofantennaarray.ThenthebandgapprepertyofEBGisusedtoreducethecouplingbetweenantennaelements.Theprimaryworkisthesimulatedresultsofsquarea

6、ndtriangulargridphasedarray.TheresultsshowthatthePCscanimprovethecharacteristicsofantennasandantennaarrays.Thegainofmainlobehasaddition,themutualcouplingbetweentheantennaelementsorarrayscanbereduced.TheHISisusedtosuppressthemutualcouplingbetweenthephasedarrayelementsandt

7、heresultsshowthattheHIScanimprovethescancharacteristicsofphasedarraythroughamelioratingthewide-angleimpedancematchingandeliminatingthescanblindness.Keywords:microwavephotoniccrystal,electromagneticband-gap,waveguideend-slotantenna,eliminatingthescanblindness,wide-angleim

8、pedancematching.33空軍工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)目錄摘要IAbstractII目錄III第一章微波光子晶體1§1.1微波光子晶體起源1§1.2光子晶體基本特性2§1.2.1光子晶體中的Max