研究目的
提出并分析一种用于毫米波无线系统的60 GHz平面法布里-珀罗腔圆极化辐射天线,通过稀疏阵列设计提升增益带宽积。
研究成果
该论文提出了一种新型圆极化法布里-珀罗腔天线解析框架,通过稀疏阵列设计实现了增益带宽积的提升。仿真验证其在60 GHz频段达到16 dBi峰值增益和3.6 GHz带宽,且具有良好轴比性能。研究揭示了增益与带宽的权衡关系,为不同应用需求提供了灵活选择方案。
研究不足
分析模型假设频率选择表面(FSS)和腔体具有无限横向尺寸,这在实际有限尺寸天线中可能不成立。最初忽略了FSS导纳的损耗角正切和频率依赖性,且该设计对制造公差较为敏感,尤其是在参数空间的II区。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用基于电磁场模态表示和传输线模型的解析公式,并通过有限元法(FEM)数值模拟进行验证。使用具有顺序旋转馈电的稀疏阵列配置以提升性能。
2:样本选择与数据来源:
天线设计为理论及仿真研究,无实体样本;数据源自解析模型和全波仿真。
3:实验设备与材料清单:
仿真软件工具如Ansys HFSS;材料包括Rogers RT/Duroid 6002基板及用于频率选择表面(FSS)和接地板的铜材。
4:实验流程与操作步骤:
包括推导解析方程、在HFSS中建立仿真模型、表征FSS单元、设计馈电网络,以及分析辐射方向图、增益、带宽和轴比。
5:数据分析方法:
通过理论计算和仿真输出分析数据,并对比解析与仿真结果以验证设计。
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