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摘要随着阵列天线在生产生活中的广泛运用，阵列天线互耦的研究成为热点问题。本文从天线的基本知识出发，分析天线阵列中互耦形成的原因、阵列间互耦对天线性能的影响，介绍了“阻抗匹配法”和“散射参数法”两种分析互耦的方法，并在此基础上完成了去耦网络的理论设计。以中心频率为 2.56GHz 的二元印刷偶极子天线阵为实例，在天线端口设计了混合环去耦网络,而后继续设计匹配网络以进一步提高阵列天线性能。仿真结果证明所设计的网络能较好的满足“去耦”和“匹配”的要求。48924
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毕业论文关键词 阵列天线 互耦 去耦网络 匹配网络
Title Mutual Coupling Analysis and Decoupling Network Designfor Array Antennas
Abstract With the widely use of array antenna in our production and life, mutual couplinghas come to the fore already. In this paper ,we start from the basic knowledgeof antenna, analyze the reasons for the formation of mutual coupling in antennaarrays , analyze the effect of mutual coupling for array performance. Based ontwo analysis ways of the mutual coupling which called ‘impedance method’ and‘scattering coefficient method’ respectively, we develop a network theoryframework to treat mutual coupling. After that, this paper takes a 2-elementprinted dipole array works at 2.56GHz as an example, then designs the couple networkamong the ports of the antenna. To improve the performance of the antenna evenfurther, a matching network is also designed. The simulation results show thatthe network assumed in this paper is effective to decrease the mutual couplingand complete ports matching.
Keywords antenna array mutual coupling decoupling network matching network
目次
1绪论1
1.1课题研究背景.1
1.2阵列天线互耦的研究现状1
1.3本课题研究内容概述2
2阵列天线的基本理论及设计4
2.1阵列天线介绍.4
2.3阵列天线中的互耦5
2.3二元印刷偶极子天线的设计.7
2.4本章小结.12
3阵列天线互耦的理论分析13
3.1互耦效应的分析方法（逐元法）.13
3.2去耦网络的设计15
3.3本章小结.18
4阵列天线混合环去耦网络的实现.19
4.1混合环去耦网络的理论基础.19
4.2混合环去耦网络的软件仿真.20
4.3本章小结.24
5阵列天线匹配网络设计25
5.1散射参数的导出与导入25
5.2S参数验证及端口阻抗测试25
5.3利用Simth圆图进行阻抗匹配.27
5.4匹配网络仿真.29
5.5本章小结.30
结论31
致谢33
参考文献.34
图2.1阵列天线耦合示意图.6
图2.2半波偶极子天线示意图.7
图2.3印刷偶极子天线尺寸示意图9
图2.4印刷偶极子天线单元模型.9
图2.5印刷偶极子天线单元S参数仿真结果10
图2.6印刷偶极子天线输入阻抗结果报告10
图2.7二元阵模型11
图2.8二元阵天线S参数仿真结果11
图2.9二元阵天线输入阻抗（自阻抗部分）.11
图3.2天线间互耦的网络表示.13
图3.3两个阵元间的互耦表示.14
图3.4S参数矩阵变换示意图16
图4.1180°混合环结构.19
图4.2混合环网络表示.20
图4.3混合环模型21
图4.4能量分配图21
图4.5各端口匹配情况.21
图4.6不同Width对应的11S曲线图.22
图4.7优化后混合环的能量分配图22
图4.8优化后混合环各端口匹配情况23
图4.9去耦的二元阵天线模型.23
图4.10去耦后系统的仿真结果.24
图5.1S参数矩阵导出结果示意.25