一种基于基片集成波导的毫米波双频段缝隙天线设计开题报告

1. 研究目的与意义

现状及发展趋势：

目前，毫米波范围的无线通信系统受到了工业界和学术界的极大关注。随着移动通信和雷达系统需求的增加，紧凑型多频段天线在这些领域有着广泛的应用。除此之外，毫米波范围内的小波长使得天线尺寸小，这使得天线集成在不同的电路中。缝隙天线是无线通信和雷达系统应用中最出色的天线之一，因为其低剖面、良好的辐射效率和简单的结构。为了获得缝隙天线的双频特性，在过去的几十年中进行了大量的研究。该研究成功地实现了带槽或复杂有源元件的双频特性。在移动通信和雷达系统中的应用需要更紧凑的双频天线。衬底集成波导（siw）结构具有低损耗、易于集成和高功率容量的优点。与微带线和矩形波导（rwg）相比，siw结构具有更低的能量泄漏和轮廓，在毫米波和太赫兹频率范围内具有广阔的应用前景。此外，它在毫米波范围内，特别是在ka波段频率范围内的缝隙天线中也有实质性的应用。现今有一种基于siw结构设计双频单槽天线的新技术。所提出的双频单缝天线由siw结构组成，该结构可被视为谐振器、缝隙和过渡。考虑到siw谐振器中的前两个模式（te₁₀₁和te₁₀₂），槽切割两个模式的电流以将能量辐射到自由空间，这在两个共振频率上具有良好的性能。在ka波段，即26.5至40 ghz的频率范围内，有两个频段可能应用于移动通信网络、移动通信终端上的ka波段卫星和未来的第五代无线通信。

2. 研究内容和问题

基本内容：第五代移动通信技术（5g）中最为核心的两个需求分别是高速率和低功耗。毫米波技术是实现高数据速率无线通信的关键因素。基片集成波导(siw)结构具有损耗小、易集成、高功率容量且与微带相比具有更低的能量泄漏等优点，因此非常适用于毫米波频段天线设计。双频段天线可以减少系统中天线的数目，简化硬件结构，降低系统的成本。缝隙天线由于其低轮廓，良好的辐射效率，结构简单等优点是无线通信和雷达应用领域中最出色的候选天线之一。在此背景下，就天线技术领域而言，设计一款基于基片集成波导的毫米波双频段缝隙天线具有重要的研究意义。

毫米波双频段缝隙天线是目前的一个研究热点。

3. 设计方案和技术路线

研究方法：

1)了解天线与射频电路基本理论；2)学习hfss软件使用方法，掌握各个菜单的作用；3)熟悉缝隙天线的工作原理，确定设计方案；4)利用hfss进行软件仿真、调试与分析。

4. 研究的条件和基础

1.学习和掌握微波技术基础的相关知识；

2.相关的文献资料和借鉴；