本文關(guān)鍵詞：波導(dǎo)縫隙天線與磁窗天線的研究　出處：《電子科技大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：文章主要研究兩種不同的天線,第一種為波導(dǎo)縫隙天線,第二種為磁窗天線。波導(dǎo)縫隙天線在軍民兩個領(lǐng)域都有重要地位,因此研究快速有效的設(shè)計低副瓣高增益的波導(dǎo)縫隙天線具有重要意義。隨著高超聲速飛行器的發(fā)展和飛行器再入大氣層任務(wù)的增多,通信中斷給飛行器和宇航員的安全帶來的巨大的威脅,研究如何克服黑障通信也具有重要意義。第一部分為低副瓣高增益的波導(dǎo)縫隙天線研究。設(shè)計縫隙陣列天線最大的難點就是解決縫隙間的內(nèi)外互耦。本文根據(jù)Stevenson等效電路法設(shè)計了兩個X波段低副瓣波導(dǎo)縫隙陣列天線。陣列天線采用寬邊開縱向縫隙的方式來設(shè)計,并且采用了效率高的駐波陣列。通過建立多個縫隙時的諧振長度提取模型,計算了存在縫隙間互耦時的諧振長度。發(fā)現(xiàn)雖然Stevenson公式中計算不同電導(dǎo)下的縫隙偏移量時沒有考慮縫隙之間的耦合,但是結(jié)合多個縫隙存在互耦時提取的諧振長度,能夠簡單有效的設(shè)計波導(dǎo)縫隙駐波陣列天線。線陣中心頻率實測增益為17.83dB,仿真結(jié)果為18.2dB,實測副瓣為-28.12dB,仿真結(jié)果為-29.97dB。平面陣列中心頻率實測增益為27dB,仿真結(jié)果為27.9dB,實測H面副瓣為-27.2dB,E面副瓣為-22.4dB,仿真結(jié)果H面副瓣為-29.9dB,E面副瓣為-22dB,兩個陣列天線測試結(jié)果和仿真結(jié)果吻合良好。第二部分為磁窗天線的設(shè)計與研究。根據(jù)磁化等離子體的散射特性,設(shè)計了用于克服黑障通信的磁窗天線。磁窗天線采用磁體和微帶天線的一體化設(shè)計。仿真計算了不考慮磁體作為接地板、考慮磁體作為接地板和存在天線罩時三種情況下的微帶天線并進(jìn)行了加工測試。天線在微波暗室中進(jìn)行了測試,測量得到了天線S11、軸比和方向圖。結(jié)合仿真計算總結(jié)了天線實測指標(biāo)與仿真結(jié)果的差別。同時對用于實驗研究的兩種輝光放電等離子體的等離子體密度進(jìn)行了測量。將測量得到的等離子體源結(jié)合磁窗天線進(jìn)行了仿真計算。最后進(jìn)行了黑障通信的地面模擬實驗。實驗表明采用磁窗天線可以明顯改善等離子體對天線輻射電磁波的衰減。
[Abstract]:This paper mainly studies two kinds of antennas, the first is waveguide slot antenna and the second is magnetic window antenna. Waveguide slot antenna plays an important role in both military and civil fields. Therefore, it is important to study the fast and effective design of waveguide slot antenna with low sidelobe and high gain. With the development of hypersonic vehicle and the increase of re-entry mission. The disruption of communications poses a great threat to the safety of aircraft and astronauts. It is also of great significance to study how to overcome the black barrier communication. The first part is the study of waveguide slot antenna with low sidelobe and high gain. The biggest difficulty of designing slot array antenna is to solve the internal and external coupling between gaps. Two X-band low-sidelobe waveguide slot array antennas are designed by tevenson equivalent circuit method. A high efficiency standing wave array is used, and the resonant length extraction model is established for multiple gaps. The resonant length of the gap coupling is calculated and it is found that the coupling between the gaps is not considered in the calculation of the crevice offset under different conductance in the Stevenson formula. However, considering the resonant length of multiple slots with mutual coupling, the antenna of waveguide slot standing wave array can be designed simply and effectively. The measured gain of the central frequency of linear array is 17.83 dB. The simulation results are 18.2 dB, -28.12 dB and -29.97 dB respectively. The gain of plane array center frequency is 27 dB and the simulation result is 27.9dB. The measured value of the H-plane sidelobe is -27.2 dB and the E side sidelobe is -22.4dB. the simulation results show that the H-plane sidelobe is -29.9 dB and the E side sidelobe is -22dB. The experimental results of the two arrays are in good agreement with the simulation results. The second part is the design and research of the magnetic window antenna. According to the scattering characteristics of magnetized plasma. The magnetic window antenna used to overcome the black barrier communication is designed. The magnetic window antenna is designed by the integration of the magnet and the microstrip antenna. The simulation calculation does not consider the magnet as the floor connection. Considering the magnet as the microstrip antenna with the floor connection and the presence of the radome, the microstrip antenna was processed and tested. The antenna was tested in the microwave darkroom and the antenna S11 was measured. Axial ratio and pattern. The difference between the measured parameters of antenna and the simulation results is summarized. At the same time, the plasma density of two kinds of glow discharge plasma used in experimental research is measured. The plasma source is simulated with the magnetic window antenna. Finally, the ground simulation experiment of black barrier communication is carried out. The experiment shows that the magnetic window antenna can obviously improve the attenuation of the radiation electromagnetic wave of the antenna by using the plasma.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN820

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本文編號：1397258