基片集成波导多波束阵列天线

本书聚焦基片集成波导多波束阵列天线这一前沿技术，系统论述其设计理论与工程实现。本书分为8章，首先，概述基片集成波导的基本原理、进阶技术及其在微波元件与天线中的应用，核心部分围绕多项创新性多波束方案展开；其次，聚焦小型化巴特勒矩阵的实现技术，化解空间受限难题；再次，将视角延伸至二维扫描、圆极化及轨道角动量天线等前沿方向，兼顾功能拓展与系统兼容；最后，从透镜馈电网络切入，深入剖析基于反射透镜与罗特曼透镜的解决思路，为复杂场景需求提供有力补充。

本书可供从事射频与天线领域研究的科技工作者、研究生及高年级本科生阅读。

第1章 基片集成波导 1

1.1 基本原理 1

1.2 进阶基片集成波导 5

1.3 基片集成波导的应用 17

1.3.1 异质传输线互连技术 17

1.3.2 无源电路 20

1.3.3 有源电路 23

1.3.4 多波束阵列天线 24

1.4 本章小结 30

参考文献 31

第2章 小型化多波束阵列天线 35

2.1 横向小型化多波束阵列天线 36

2.1.1 4×4巴特勒矩阵 36

2.1.2 多波束阵列天线 39

2.2 双模式纵向小型化多波束阵列天线 42

2.2.1 4×4巴特勒矩阵 43

2.2.2 多波束阵列天线 51

2.3 多模式纵向小型化多波束阵列天线 53

2.3.1 多端口定向耦合器 53

2.3.2 多端口激励网络及多波束阵列天线 59

2.4 本章小结 62

参考文献 62

第3章 基于多层巴特勒矩阵的紧凑型多波束阵列天线 64

3.1 双层4×8巴特勒矩阵及其多波束阵列天线 65

3.1.1 拓扑结构 65

3.1.2 双层馈电网络设计 66

3.1.3 多波束阵列天线设计 68

3.2 双层8×8巴特勒矩阵及其多波束阵列天线 71

3.2.1 拓扑结构 71

3.2.2 基于基片集成波导的馈电网络设计 74

3.2.3 多波束阵列天线设计 76

3.3 三层9×9巴特勒矩阵及其多波束阵列天线 79

3.3.1 拓扑结构 79

3.3.2 三层巴特勒矩阵设计 83

3.3.3 多波束阵列天线设计 85

参考文献 91

第4章 基于巴特勒矩阵的二维多波束阵列天线 93

4.1 基于二通道耦合器的2×2多波束阵列天线 94

4.1.1 拓扑结构及相位分布 94

4.1.2 馈电网络设计 96

4.1.3 多波束阵列天线设计 99

4.2 基于三通道耦合器的3×3多波束阵列天线 100

4.2.1 拓扑结构 101

4.2.2 耦合器设计 101

4.2.3 多波束阵列天线设计 103

4.3 基于巴特勒矩阵的4×4多波束阵列天线 106

4.3.1 拓扑结构 107

4.3.2 馈电网络设计 107

4.3.3 多波束阵列天线设计 111

参考文献 118

第5章 圆极化多波束阵列天线 121

5.1 基于5×6巴特勒矩阵的一维圆极化多波束阵列天线 122

5.1.1 圆极化磁电偶极子天线设计 122

5.1.2 拓扑分析 125

5.1.3 馈电网络与多波束阵列天线设计 127

5.2 基于4×4巴特勒矩阵的二维圆极化多波束阵列天线 131

5.2.1 改进型圆极化磁电偶极子天线设计 132

5.2.2 应用于二维扫描的4×4巴特勒矩阵设计 134

5.2.3 多波束阵列天线设计 136

5.3 基于圆极化器的圆极化多波束阵列天线 140

5.3.1 圆极化器结构设计与工作机理分析 140

5.3.2 馈电网络设计 144

5.3.3 多波束阵列天线设计 146

参考文献 148

第6章 轨道角动量天线 150

6.1 双模式轨道角动量天线 151

6.1.1 拓扑结构 151

6.1.2 馈电网络设计 153

6.1.3 轨道角动量天线设计 154

6.2 三模式轨道角动量天线 157

6.2.1 拓扑结构 157

6.2.2 馈电网络设计 158

6.2.3 轨道角动量天线设计 160

6.3 四模式轨道角动量天线 162

6.3.1 拓扑结构 162

6.3.2 馈电网络设计 165

6.3.3 轨道角动量天线设计 167

参考文献 170

第7章 基于反射透镜的多波束阵列天线 171

7.1 基于双层抛物柱面的多波束阵列天线 172

7.1.1 工作原理 172

7.1.2 馈电网络设计 174

7.1.3 多波束阵列天线设计 176

7.2 基于折叠卡塞格伦透镜的多波束阵列天线 180

7.2.1 工作原理 180

7.2.2 馈电网络设计 181

7.2.3 多波束阵列天线设计 185

7.3 级联反射透镜和巴特勒矩阵的二维多波束阵列天线 188

7.3.1 工作原理 188

7.3.2 馈电网络设计 189

7.3.3 多波束阵列天线设计 197

参考文献 199

第8章 基于罗特曼透镜的多波束阵列天线 200

8.1 基于双端口馈电罗特曼透镜的多波束阵列天线 201

8.1.1 罗特曼透镜工作原理 201

8.1.2 双端口激励 204

8.1.3 馈电网络设计 204

8.1.4 多波束阵列天线设计 208

8.2 基于双层罗特曼透镜的多波束阵列天线 212

8.2.1 馈电网络设计 212

8.2.2 多波束阵列天线设计 215

8.3 基于共腔罗特曼透镜的十字扫描多波束阵列天线 218

8.3.1 拓扑结构 218

8.3.2 馈电网络设计 222

8.3.3 多波束阵列天线设计 224

参考文献 228