本文關(guān)鍵詞：超寬帶變形TEM喇叭天線及陣列的小型化研究

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【摘要】：TEM喇叭天線由于其結(jié)構(gòu)特點,具有高功率容量、超寬帶、方向性好等特性,廣泛應(yīng)用于通信、雷達、電磁兼容、反隱身等領(lǐng)域。在低頻端,標準TEM喇叭天線的反射系數(shù)較差,天線的低頻能量只有很少一部分輻射出去,這限制了TEM喇叭天線的應(yīng)用范圍。因此,怎樣降低TEM喇叭天線的低頻能量反射是TEM喇叭天線設(shè)計中的一個重要考慮因素。本文首先簡單介紹了標準TEM喇叭天線,標準TEM喇叭天線由于具有恒定特性阻抗,其反射系數(shù)往往較大。而指數(shù)漸變TEM喇叭天線的特性阻抗從饋電端口到末端端口平滑漸變,反射系數(shù)小。本文設(shè)計了極板寬度線性漸變、拋物漸變、指數(shù)漸變?nèi)N類型的指數(shù)漸變TEM喇叭天線,分析了三種類型天線的駐波比以及主射方向上遠場脈沖峰峰值,通過駐波比、峰峰值的比較,得出：極板寬度線性漸變的指數(shù)漸變TEM喇叭天線的反射系數(shù)最小,遠場脈沖峰峰值最大。然后在天線軸長一定的條件下,分析了TEM喇叭天線末端端口阻抗對天線主射方向上遠場脈沖峰峰值的影響,當末端端口阻抗為215Ω時,遠場峰峰值最大。其次,在極板寬度線性漸變、末端端口阻抗取215Ω的條件下,設(shè)計了新型的指數(shù)漸變TEM喇叭天線,然后基于電流主要分布在天線極板的邊緣,對天線進行了變形處理：用橢圓柱切割天線極板。所設(shè)計的超寬帶變形TEM喇叭天線的低頻反射系數(shù)小峰峰值更大,在0.23-4GHz頻率范圍內(nèi),天線的VSWR2.最后設(shè)計了介質(zhì)加載的超寬帶變形TEM喇叭天線,結(jié)果表明：介質(zhì)加載大大減小了天線的低頻反射系數(shù),使天線的物理尺寸減小了約30%。最后,分析了超寬帶變形TEM喇叭陣列天線的輻射特性,結(jié)果表明：當相鄰天線單元的邊緣間距較小時,疊狀陣列天線的低頻輻射特性得到改善,但在部分高頻點,駐波比性能發(fā)生惡化,導(dǎo)致遠場峰峰值減小；槽狀陣列天線的低頻截止頻率略有增加,但在工作頻帶內(nèi),駐波比性能得到改善,遠場峰峰值增加；陣列天線的E面能量方向圖只與E面的天線單元分布有關(guān),而與H面的天線單元分布無關(guān),同理,陣列天線的H面能量方向圖只與H面的天線單元分布有關(guān),而與E面的天線單元分布無關(guān)。本文著重分析了極板寬度漸變形式、天線端口末端阻抗、極板切割、介質(zhì)加載對TEM喇叭天線的駐波比的影響,在此基礎(chǔ)上,設(shè)計了超寬帶變形TEM喇叭天線,改善了TEM喇叭天線的低頻輻射特性,擴展了帶寬。然后分析了TEM喇叭陣列天線的輻射特性,得出了陣列天線輻射特性與單元天線分布之間的關(guān)系。
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN823

【參考文獻】

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本文編號：1276385