基于二维透镜天线的毫米波功率合成-研究

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1、摘要本文旨在研究一种新型的毫米波空间功率合成技术一利用透镜天线在喇叭天线腔内直接放大合成。本文理论推导、仿真优化并加工测试了三种实用的基于二维空气透镜的功率合成器，分别是双曲透镜、新月透镜和龙伯透镜，随后还研究了波导一徼带的鳍线过渡。本文的主要理论创新有：1．首次拓展二维单面透镜的设计参数，使基于新月透镜的功率合成器从窄带结构变成宽带结构，且合成效率进一步提高，大大提高了实用价值。2．首次提出了一种新型的基于龙伯透镜的空间功率合成系统，并针对龙伯透镜的特点做出了改进，不仅具有尺寸小的特点，而且带宽也比较宽。3．所有透镜结构都是等

2、效的空气透镜，没有介质损耗，带来了高稳定、易加工、低损耗等十分优异的性能。4．提出了一种简化结构的对跖鳍线结构，一共只有四个设计参数，带宽却十分宽，具有设计简单，性能优异等特点。关键词：毫米波，空间功率合成，功率合成效率，双曲透镜，新月透镜，龙伯透镜，鳍线一III—AbstractThijspaperisaLimedataclassofno、relmillimeter．wa阳spatialp帆伧rcom．biIlingtechnique，whichuseS1ensantennatoprocesstheproceduredirec

3、tlyinthereetangularwaⅣeguide．Threep()Wercombiners，basedon七Ⅵ协山mensionalajrlensanteIlnasw11icharehyperbohclens，meIliscuslensand1uneb砒glensrespectively，arederivEdtheoretically’simmatedandthenmeasured。Besides，waⅣeguide-to-microstriptransi七ion丘nlineisalsoinVestigated．T11e

4、m出ninn删ionofthispaperishstedasfoUoWs：1．FirstdevelopsthedesignparametersoftWo．dimensionalunilaterallens，thusleadingtobroadbandpe渤rnlanceforthemeniscus．1en曲asedpoWercombiller，andincreasingthepowercombininge伍ciency，whichmak箦thecombinerpractical．2．Firstin七rodueesa删spatia

5、lp帆rercombinersystembasedonluneburglens，andimprov部i七sstructureaccordingtothecharact嘶stiesoflunebllrglens．Thissvstemb印e矗ts厅omnotonlycompactsize?butbroadband研dthasweU．3．AUthelensesutilizedhere缸eequivalent面rleIls，丽thoutdidectricloss，thusb血1百ngadvantagesofhighreliabili吼e

6、asyfabrication，lowcostandlowlosseta1．．4．Presentsasimple-la即utantipodaLlnnnne，Whichisd面nedbyonlyfourdesignpar锄eters．Tbjsstrueturehasadvantages0fclearandeasydesignprocedureandeXceUentperformanee．一V一基于二维透镜天线的毫米波功率合成研究浙江大学硕士学位论文Key咖rds：m曲meterWavej印atialp伽陀rcombining，p们矿

7、ercombillinge伍-ciency，hyperboliclens，meniscllslens，luIlebu玛1ens，缸hne插图目录图1．1功率合成技术的分类【11．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3图1．2根据无源部分与入射波的关系，空间功率合成系统可以分为三类：(a)准光功率合成系统，(b)波导内功率合成系统和(c)尺寸扩展型波导内功率合成系统．．．．。．．．．．．．．．．4图1．3根据有源部分与入射波的关系，空间功率合成系统可以分成两类：(a)瓦片结构和(b)托盘结构．．．．．．．．．．．．．．．．5

8、图1．4JamesJ．S∞陀rs托盘型准光系统【2】：(a)系统原理框图和(b)实物图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6图1．5SeanC．0rtiz瓦片型准光系统f31．．．．．．．．．．．．．．．．．7图1．6B1ytheDe