一种基于紧耦合结构的超宽带天线阵列设计

一种基于紧耦合结构的超宽带天线阵列设计基于紧耦合结构的超宽带天线阵列设计摘要：本论文基于紧耦合结构原理，设计一种高性能的超宽带天线阵列。通过采用紧耦合结构，可以提高天线之间的相互耦合效应，实现更高的阵列增益和较低的副瓣水平。通过理论推导和仿真分析，验证了该设计的有效性和性能优势。1.引言超宽带技术在通信和雷达领域得到了广泛应用，其中天线是超宽带系统中关键的组成部分之一。天线阵列作为超宽带通信和雷达系统的主要天线结构，具有高增益、高方向性和较低的副瓣水平等优点。然而，传统的超宽带天线阵列存在一些问题，比如天线之间的相互耦合效应较强，导致阵列增益下降和副瓣水平上升。因此，如何设计一种具有更高性能的超宽带天线阵列成为了研究的热点之一。2.紧耦合结构的原理紧耦合结构是一种通过改变天线之间的相互距离和排列方式来实现相互耦合效应强化的技术。通过将天线之间的距离适当缩小，可以增加相互耦合效应，从而提高阵列增益和减小副瓣水平。在紧耦合结构中，采用了许多耦合单元，它们可以实现不同程度的耦合效应，使得整个阵列具有更复杂的工作特性。3.超宽带天线阵列设计本论文设计了一种基于紧耦合结构的超宽带天线阵列。该阵列由8个天线单元组成，通过合理布置和设计天线之间的距离，实现了紧耦合结构的效果。天线单元采用了具有宽工作频段和良好辐射特性的马歇尔型天线结构，以满足超宽带通信和雷达系统对频段的需求。4.阵列参数优化在设计过程中，通过仿真和优化实验对阵列参数进行了优化。首先，通过改变天线单元之间的距离，得到了不同耦合程度的阵列结构。然后，通过功率分配和相位控制，优化了阵列的辐射特性。通过对比分析，找到了最佳的阵列参数，以提高阵列的增益和降低副瓣水平。5.性能评估通过理论计算和电磁仿真，评估了设计的超宽带天线阵列的性能。结果表明，采用紧耦合结构的阵列相比传统结构，具有更高的增益和更低的副瓣水平。此外，阵列在超宽带频段内具有均匀的辐射特性和较低的时延扩展。6.结论本论文设计了一种基于紧耦合结构的超宽带天线阵列，通过优化设计和参数调整，实现了更高的阵列增益和较低的副瓣水平。通过理论推导和仿真分析，验证了该设计的有效性和性能优势。未来的研究可以进一步优化阵列的设计和改进紧耦合结构的实现方式，以提高阵列的性能和适应更多的应用场景。7.参考文献[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