【摘要】：論文結(jié)合特定的科研項(xiàng)目展開選題,主要對(duì)L波段彈載小型化圓極化天線和寬帶圓極化天線展開研究。論文首先介紹了所涉及天線的概念、應(yīng)用、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、背景及意義,然后對(duì)本文的研究?jī)?nèi)容加以介紹,最后給出了本文的研究成果和值得進(jìn)一步研究的內(nèi)容。本文主要的研究工作分為兩部分:第一部分研制了安裝在彈體尾部的彈載小型化圓極化天線,實(shí)現(xiàn)了小型化、圓極化的指標(biāo)要求;第二部分研制了寬帶圓極化天線,其工作頻帶覆蓋了GNSS系統(tǒng)的大部分波段,并在寬頻帶內(nèi)實(shí)現(xiàn)了良好的圓極化性能。本文研究工作的主要內(nèi)容可概述為:(1)L波段彈載小型化圓極化天線研制通過分析特定彈載天線的工程指標(biāo)要求,指出了實(shí)現(xiàn)彈載天線小型化、圓極化的技術(shù)難點(diǎn),然后給出了相應(yīng)的天線設(shè)計(jì)方案。天線采用高介電常數(shù)的介質(zhì)基板和蓋板,同時(shí)在輻射貼片上加載縫隙以延長(zhǎng)電流路徑,達(dá)到了縮小天線尺寸的目的;基于帶線不等分饋電網(wǎng)絡(luò),降低了彈體平臺(tái)對(duì)天線輻射性能的影響,以實(shí)現(xiàn)天線圓極化輻射性能。利用仿真軟件ANSOFT HFSS對(duì)天線模型進(jìn)行仿真優(yōu)化,在此基礎(chǔ)上加工了天線實(shí)驗(yàn)樣機(jī)。天線的仿真結(jié)果和測(cè)試結(jié)果吻合良好,天線實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的整體尺寸僅為24.5×24.5×9.5mm~3,天線的最大長(zhǎng)度小于0.1λ_0(λ_0是天線工作頻帶的中心頻率對(duì)應(yīng)的自由空間波長(zhǎng))。在天線工作頻帶范圍內(nèi),天線實(shí)現(xiàn)右旋圓極化(RHCP)輻射性能,電壓駐波系數(shù)VSWR≤2.0,軸比AR≤6.4dB,在±20°波束范圍內(nèi)增益Gain≥-6.9dB。測(cè)試結(jié)果表明天線實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的所有電參數(shù)基本滿足指標(biāo)要求。(2)寬帶圓極化天線研制該部分提出了一種新型的寬帶圓極化方環(huán)形微帶天線。通過分析天線的指標(biāo)要求,指出了天線實(shí)現(xiàn)寬帶圓極化的技術(shù)難點(diǎn),然后給出了相應(yīng)的天線設(shè)計(jì)方案。天線的輻射貼片由方環(huán)形貼片和4個(gè)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的短路“L型”貼片組成,在不同的頻率下,輻射貼片的工作區(qū)域不同,以此來展寬天線的工作帶寬。饋電方式采用寬帶移相饋電網(wǎng)絡(luò)和耦合饋電相結(jié)合,進(jìn)一步拓寬了天線的阻抗帶寬,同時(shí)實(shí)現(xiàn)天線圓極化輻射性能。利用仿真軟件ANSOFT HFSS對(duì)天線模型進(jìn)行仿真優(yōu)化,在此基礎(chǔ)上加工了天線實(shí)驗(yàn)樣機(jī)。天線的仿真結(jié)果和測(cè)試結(jié)果吻合良好,天線實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的整體尺寸為160×160×31mm~3。在天線工作頻帶范圍內(nèi),具有較好的阻抗特性和良好的圓極化輻射性能,天線最大輻射方向處的增益Gain≥5.7dB。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN821.1
【圖文】：

西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文12圖2.2 天線的遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)及其所在球坐標(biāo)系如圖 2.2 所示，在天線遠(yuǎn)場(chǎng)分析所采用的球坐標(biāo)下，天線方向圖將以一個(gè) 3D 立體曲面的形式表示，天線立體方向圖能夠較為直接而具體地描繪出天線在實(shí)際的三維幾何空間各個(gè)方向上輻射能量的分布情況。3D 方向圖有其形象直觀的優(yōu)勢(shì)，但較為復(fù)雜，對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)分析較為不便。有些時(shí)候我們更關(guān)注某個(gè)具體平面的能量分布情況，一般是電磁波傳播方向與電場(chǎng)或磁場(chǎng)矢量構(gòu)成的垂直面，相對(duì)應(yīng)地，它們分別稱為 E 面和 H 面。根據(jù)天線在某一主平面內(nèi)輻射方向圖的分布特性對(duì)其進(jìn)行分類，可分為全向天線和定向天線。在極坐標(biāo)系下，天線的某個(gè)主平面內(nèi)的方向圖為一個(gè)圓，而其正交面內(nèi)具有兩個(gè)對(duì)稱的主波束

西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文18圖2.7 空腔模型及坐標(biāo)關(guān)系示意圖在圖 2.7 中，天線采用同軸探針饋電方式。該輻射元可等效成中心在點(diǎn)0 0（x ,y）和寬為 d0的電流元。假設(shè)饋電總電流為 I0，即0 0 00 0 00,2 20zI d dx x x y yJd ， 其他(2-22)對(duì)于矩形輻射元，cos cosmn mnm x n yCa b (2-23)2 2mnm nka b (2-24)當(dāng)0 r mnk k時(shí)，代入式(2-24)可計(jì)算出 TMmn模的諧振頻率2 2( ) ( )2mnrc m nf a b (2-25)當(dāng)r e 時(shí)，則測(cè)量結(jié)果更趨近于諧振頻率，可得2 22mnec m nf a b (2-26)或 22mne15 af ( GHz ) m na( cm )b(2-27)注：上述式中 a 和 b 都為等效尺寸，通常大于對(duì)應(yīng)的輻射元邊界長(zhǎng)度a 和b 。即

【參考文獻(xiàn)】

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1 繆貴玲;楊昌彥;;一種改進(jìn)的大帶寬微帶天線的設(shè)計(jì)[J];科技廣場(chǎng);2015年08期

2 王瑞濤;趙宇寧;丁君;郭陳江;;一種新型寬帶圓極化天線的分析與設(shè)計(jì)[J];電子設(shè)計(jì)工程;2014年19期

3 梁毅;;一種新型彈載天線[J];無線電工程;2014年07期

4 劉洪喜;樊臏;呂蒙;李蓓;董善斌;王麗娟;;一種新型彈載遙測(cè)通信天線的設(shè)計(jì)[J];電子科技;2014年06期

5 常樹茂;;彈載圓極化微帶天線設(shè)計(jì)[J];彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào);2010年04期

6 周祖淵;;全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的構(gòu)成及其比較[J];重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年S1期

7 唐祥生,顧長(zhǎng)青;展寬微帶天線圓極化帶寬的幾種方法[J];金陵科技學(xué)院學(xué)報(bào);2004年04期

8 陳龍;機(jī)載C~3I系統(tǒng)電磁兼容技術(shù)研究──機(jī)載天線耦合干擾及天線方向圖的計(jì)算機(jī)預(yù)測(cè)與分析[J];電訊技術(shù);1997年02期

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1 卞磊;寬帶圓極化微帶天線分析與設(shè)計(jì)[D];南京理工大學(xué);2008年

本文編號(hào)：2716472