發(fā)布時間：2020-06-16 19:28

【摘要】：論文結(jié)合特定的科研項目展開選題,主要對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、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、背景及意義,然后對本文的研究內(nèi)容加以介紹,最后給出了本文的研究成果和值得進一步研究的內(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,實現(xiàn)了小型化、圓極化的指標要求;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要求,指出了實現(xiàn)彈載天線小型化、圓極化的技術(shù)難點,然后給出了相應(yīng)的天線設(shè)計方案。天線采用高介電常數(shù)的介質(zhì)基板和蓋板,同時在輻射貼片上加載縫隙以延長電流路徑,達到了縮小天線尺寸的目的;基于帶線不等分饋電網(wǎng)絡(luò),降低了彈體平臺對天線輻射性能的影響,以實現(xiàn)天線圓極化輻射性能。利用仿真軟件ANSOFT HFSS對天線模型進行仿真優(yōu)化,在此基礎(chǔ)上加工了天線實驗樣機。天線的仿真結(jié)果和測試結(jié)果吻合良好,天線實驗樣機的整體尺寸僅為24.5×24.5×9.5mm~3,天線的最大長度小于0.1λ_0(λ_0是天線工作頻帶的中心頻率對應(yīng)的自由空間波長)。在天線工作頻帶范圍內(nèi),天線實現(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。測試結(jié)果表明天線實驗樣機的所有電參數(shù)基本滿足指標要求。(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要求,指出了天線實現(xiàn)寬帶圓極化的技術(shù)難點,然后給出了相應(yīng)的天線設(shè)計方案。天線的輻射貼片由方環(huán)形貼片和4個旋轉(zhuǎn)對稱的短路“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,進一步拓寬了天線的阻抗帶寬,同時實現(xiàn)天線圓極化輻射性能。利用仿真軟件ANSOFT HFSS對天線模型進行仿真優(yōu)化,在此基礎(chǔ)上加工了天線實驗樣機。天線的仿真結(jié)果和測試結(jié)果吻合良好,天線實驗樣機的整體尺寸為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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN821.1
【圖文】：

西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文12圖2.2 天線的遠區(qū)場及其所在球坐標系如圖 2.2 所示，在天線遠場分析所采用的球坐標下，天線方向圖將以一個 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際的三維幾何空間各個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，但較為復(fù)雜，對其進行數(shù)據(jù)分析較為不便。有些時候我們更關(guān)注某個具體平面的能量分布情況，一般是電磁波傳播方向與電場或磁場矢量構(gòu)成的垂直面，相對應(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其進行分類，可分為全向天線和定向天線。在極坐標系下，天線的某個主平面內(nèi)的方向圖為一個圓，而其正交面內(nèi)具有兩個對稱的主波束

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，代入式(2-24)可計算出 TMmn模的諧振頻率2 2( ) ( )2mnrc m nf a b (2-25)當(dāng)r e 時，則測量結(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，通常大于對應(yīng)的輻射元邊界長度a 和b 。即

【參考文獻】

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1 繆貴玲;楊昌彥;;一種改進的大帶寬微帶天線的設(shè)計[J];科技廣場;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[J];電子設(shè)計工程;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;;一種新型彈載遙測通信天線的設(shè)計[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[J];彈箭與制導(dǎo)學(xué)報;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(自然科學(xué)版);2008年S1期

7 唐祥生,顧長青;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;2004年04期

8 陳龍;機載C~3I系統(tǒng)電磁兼容技術(shù)研究──機載天線耦合干擾及天線方向圖的計算機預(yù)測與分析[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[D];南京理工大學(xué);2008年

本文編號：2716472