2022年浙江省
优秀博士学位论文
《毫米波高性能平面阵列天线与波束扫描研究》
作者：尤阳
导师：黄季甫
针对如何提高毫米波天线集成度和波束覆盖范围的关键问题，本论文基于连续切向节（Continuous transverse stub, CTS）和可变倾角连续切向节（Variable inclination continuous transverse stub, VICTS）技术，研究高性能平面阵列天线及其波束扫描特性，突破了平面天线和共面机械相控阵天线的电磁辐射调控机理，首次验证了VICTS天线和差波束的宽角扫描覆盖范围。结合低轨卫星星座互联的应用场景，进一步构建了双频VICTS平面阵列拓扑结构的可行性方案，解决了VICTS天线多频共口径的技术瓶颈和毫米波卫星通信收发频段的波束指向约束问题，有效地提升了双频共面VICTS天线的辐射效率和波束覆盖范围。相关研究成果发表国内外高质量学术论文8篇，授权国际专利及国家发明专利15项。
导师说
尤阳在博士期间专注于高性能平面阵列天线及其波束扫描特性的研究，取得了令人瞩目的重要成果。他对电磁辐射调控机理的深入理解以及对新技术的巧妙运用，为平面阵列天线的性能提升和波束扫描的灵活性增强提供了有力的支持。这对于当前和未来毫米波通信、雷达系统应用等领域都具有重要的实际意义。在他的研究中，我看到了对科学的热爱、对问题的深刻思考以及对创新的追求，所展现的科研精神和团队协作的能力是值得称赞的。现在，尤阳博士已踏入宁波大学高校老师的行列，希望他在教学科研的双重岗位上能够取得更为卓越的成就。
作者说
在论文即将完结之际，回顾我在宁波求学的6年时光，一路走来，一路成长。周围的人事物由陌生到熟悉，有太多的过往让我铭记于心。在此由衷地感谢各位师生亲朋，正是你们的关心与帮助，使我不畏失败，直面未来。
衷心地感谢我的导师黄季甫教授。多年以来，黄老师以渊博的学识、敏锐的洞察力和诲人不倦的精神使我受益匪浅。在科研上，黄老师始终秉持勤学致用，身体力行。每个研究方案的讨论，都注重培养我积极思考和独立工作的能力，不断启发并指导我下一步的工作方向。在日常生活中，黄老师淡泊名利、为人正直的处世哲学同样深深地影响着我，和黄老师的每次相处和交流都让我受益终身。
特别感谢陆云龙老师在我整个课题研究过程中给予的诸多指导与帮助。陆老师一直鼓励我阅读最新文献，从具体科研工作到论文的撰写与修改，都离不开陆老师的悉心指导。在科研成果发表前，陆老师不仅逐字逐句地帮助我修改论文，不断挖掘并凝练创新点，还教会了我撰写论文的思路和方法，提升我的文献撰写能力。陆老师严谨的态度、灵活的思维与优秀的写作能力都深深地影响着我，在科研上给了我很多启发和收获。
感谢刘太君老师、许高明老师、华昌洲老师、钟硕敏老师、陈益老师等课题组老师们在我攻读博士学位期间给予的各种关心、帮助与支持。与他们在科研工作上的交流与探讨给了我诸多的启发，他们在生活中也给予了我诸多的关照，在此向他们表达谢意！感谢王志明研究员、李凯教授、简家文教授、王健教授、金明教授、蒋然教授在论文形成和修改期间的悉心指点和大力斧正。他们严谨的治学态度、宽以待人的高尚品德值得我终身学习。
感谢同门们在实验室生活中的相处和陪伴，这是我永远留恋的一段美好时光。特别感谢叶凯、徐林通、沈书豪、黄明健、金天翔、胡阳、刘姗、董春丽、张雪娇、楼盈颖和林奕彤在我撰写论文期间提供的帮助，与你们一起探讨问题并一起进步，是我人生中难得的体验。愿你们学业有成，前程似锦。
最后，再次向帮助过我的所有老师、同学、亲人和朋友们表达诚挚的谢意！研究生学习生活即将结束，但这不是终点，而是开始。我会不忘初心，砥砺前行！
学术成果
天线作为融合物理世界和信息世界的核心器件，对无线通信的系统性能起到至关重要的作用。针对如何提高毫米波天线集成度和波束覆盖范围的关键问题，本论文致力于研究高性能平面阵列天线及其波束扫描特性，主要研究内容及创新点如下：
1.提出了单脉冲可变倾角连续切向节（Variable inclination continuous transverse stub, VICTS）波束扫描天线的设计原理，设计了多端口激励平面波的四个线源生成器，验证了宽波束覆盖范围内的和差波束方向图可行性；
2.针对单一VICTS波束扫描天线无法与同一卫星建立双工通信的痛点，分析Ka卫星通信收发频段的波束指向约束条件，构建了双频VICTS平面阵列拓扑结构的可行性方案，实现了同一VICTS平面阵列天线的二维波束扫描与双频波束指向一致；
3.为了进一步突破VICTS波束扫描天线多频共口径的技术瓶颈，提出了CTS和波导槽缝构成的多模混合辐射结构，结合非均匀慢波结构将不同频段的初始波束方向都控制在接近 θ = 0°，实现从法向起始的宽波束扫描覆盖范围。设计单侧激励的高隔离度平行板双工器，独立调控不同频段中辐射阵元之间的幅度分布，有效地提升了双频共面VICTS天线的辐射效率和波束覆盖范围。
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