針對超寬帶技術在礦井救援中存在的問題,利用基片集成波導具有在高頻帶中低泄漏損耗和低輻射損耗的特性,設計了一種基于SIW的超寬帶八木微帶天線,建立了天線的設計模型,通過HFSS等仿真軟件實驗研究了該天線的增益和方向圖,并制作了天線實物。結果表明,天線的工作頻段為9. 28～11. 06 GHz,相對帶寬為27. 5%,各項指標基本符合煤礦井下對于超寬帶天線的設計要求。該研究可以為超寬帶技術應用于礦井環(huán)境下的應急救援提供硬件條件。 

【文章來源】：黑龍江科技大學學報. 2020,30(02)

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【部分圖文】：

天線的輻射方向

天線極化是指在發(fā)射天線的最大輻射方向上無線電波隨時間在空間中追蹤電場矢量(端點)的軌跡。天線的極化分為線性極化、圓極化和橢圓極化三種。圖2給出了圓偏振波的電場強度的矢量軌跡，其可以分為正交的左和右圓偏振。橢圓偏振波可以分解為兩個旋轉方向相反的圓偏振波[5]。接收天線的極化與入射波的一致性稱為極化匹配。在礦井環(huán)境中，為了使天線實現(xiàn)點對點之間的定向通信，通常選擇線極化的天線。2 天線設計

由于在礦難發(fā)生之后需要對被困人員做出精確的定位，需要選擇具有高精度定位能力的定向天線作為基礎天線。有一種端射式的天線，它主要由有源陣子、無源反射器以及若干個引向器所組成。這種天線稱之為八木天線[6]。其結構組成如圖3所示。采用這種結構，八木天線具有定向輻射的特性，較一般的天線有很高的增益。用它來測向、遠距離通信效果特別好，但是一般的八木天線的體積較為龐大，將其直接應用于煤礦井下攜帶時十分不便，需要對其進行改進。2.2 微帶天線

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于相位補償?shù)牡V井超寬帶雷達壓縮感知成像算法[J]. 郭繼坤,趙清,陳司晗.  煤炭科學技術. 2020(01)
[2]一種寬帶微帶八木天線的設計[J]. 商鋒,李曉嬌.  太赫茲科學與電子信息學報. 2019(03)
[3]礦井塌方體下超寬帶生命信號的檢測算法[J]. 郭繼坤,黃子昌.  黑龍江科技大學學報. 2019(02)
[4]超寬帶信號穿透雙層塌方體的數(shù)值模擬[J]. 郭繼坤,王小萌.  黑龍江科技大學學報. 2018(04)
[5]基于超寬帶信號的礦井塌方體下生命特征的檢測方法[J]. 郭繼坤,王保生,郝維來,張宏煒.  黑龍江科技大學學報. 2017(01)
[6]超寬帶在煤礦井下穿透障礙物雜波信號的抑制方法[J]. 郭繼坤,修海林,張顯明.  黑龍江科技大學學報. 2015(03)

碩士論文
[1]基于基片集成波導技術的高增益天線研究[D]. 畢延迪.哈爾濱工業(yè)大學 2018



本文編號：3034302