【摘 要】
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随着移动通信系统的高速发展,一方面频谱资源愈发短缺。为此研究学者提出利用高频毫米波段（30～300GHz）来缓解这一问题;另一方面,无线通信信号传输过程中会出现多径衰落等问题,双极化天线因具有极化捷变、极化分集、收发同工等优点,可用来抵抗多径衰落。为此,本论文以毫米波段工作的双极化相控阵天线为对象,研究阵列天线的宽角扫描能力并拓展有效工作带宽、抑制扫描旁瓣电平、降低扫描交叉极化分量等问题,文章主要
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随着移动通信系统的高速发展,一方面频谱资源愈发短缺。为此研究学者提出利用高频毫米波段（30～300GHz）来缓解这一问题;另一方面,无线通信信号传输过程中会出现多径衰落等问题,双极化天线因具有极化捷变、极化分集、收发同工等优点,可用来抵抗多径衰落。为此,本论文以毫米波段工作的双极化相控阵天线为对象,研究阵列天线的宽角扫描能力并拓展有效工作带宽、抑制扫描旁瓣电平、降低扫描交叉极化分量等问题,文章主要研究内容如下:1.提出了一款采用口径耦合馈电的±45°毫米波双极化相控阵天线,阵元天线是由介质金属腔和多层辐射贴片以及底层馈电网络层三个主要部分构成。天线单元的工作频段为Ka波段,具有12%的相对带宽,天线单元还呈现了宽波束特性（主极化面半功率波束宽度约为145°）、高端口隔离度（>21dB）、低交叉极化电平特性（约为-30dB）。该天线组成的16×4相控阵进行扫描,扫描波束的覆盖范围达到了±75°,且扫描过程中旁瓣电平低于-7.5dB,具有良好扫描特性。此外,论文将上述16×4的密布阵列演化为稀疏阵列,也即减少一半TR组件后,该阵列天线同样具有较好的扫描性能。2.基于上述毫米波双极化模型,进一步研究将辐射贴片与馈电网络完全分离的天线结构,使得该天线具有更高的端口隔离和低交叉极化特性。新设计的天线模型工作频带为3.5GHz～3.7GHz的S频段,天线具有高端口隔离度（>35dB）和低交叉极化电平（约为-35dB）。再将S频段的双极化天线构建成8×8和（8×8）/2的相控阵后实现了宽角扫描。此外,对S频段加工样机的S参数和辐射方向图进行测试,发现与仿真结果实现了良好吻合。
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