本文關(guān)鍵詞：螺旋天線小型化及錐臺共形天線陣研究

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【摘要】：螺旋天線的發(fā)展較為成熟,天線單元及其饋電系統(tǒng)巴倫的研究較為常見,但放置使其單向輻射的反射腔后整體結(jié)構(gòu)的仿真研究極少或沒有很好的匹配和輻射效果;共形陣列的研究是熱點(diǎn)也是難點(diǎn),其仿真研究需要大量的計算機(jī)資源,非專業(yè)部門恐怕無法提供。而且共形陣列的輻射并沒有完善且明確的規(guī)律及計算方式。所以對共形陣列輻射特性的探究對其發(fā)展意義重大。本文首先對平面螺旋天線及共形天線陣列的相關(guān)理論進(jìn)行了研究介紹。設(shè)計了帶寬覆蓋X波段和Ku波段的8-18 GHz平面等角螺旋天線并利用復(fù)合結(jié)構(gòu)及曲臂方式對其進(jìn)行了小型化設(shè)計,使同一頻段直徑為36 mm的天線縮小為直徑僅為20 mm。設(shè)計了微帶指數(shù)漸變巴倫實(shí)現(xiàn)了天線饋電平衡到不平衡的轉(zhuǎn)化和阻抗變換。為了實(shí)現(xiàn)天線的高增益,設(shè)計了錐形反射腔,實(shí)現(xiàn)天線單向輻射、保留帶寬的同時,增益提升3 d B左右。本文將天線、巴倫及反射腔進(jìn)行整體仿真并對反射腔進(jìn)行改進(jìn)及優(yōu)化設(shè)計,使天線系統(tǒng)在整個寬帶范圍內(nèi)駐波比小于2.5并且輻射方向得到了良好的改善。論文還對錐臺共形天線陣列進(jìn)行了研究,我們將小尺寸天線以最大面積平鋪于較大體積的錐臺之上來模擬共形天線。為了實(shí)現(xiàn)15 d B的陣列增益,首先設(shè)計5×4的共形陣列,并以平行于錐臺的1×4陣列來驗(yàn)證共形效果,發(fā)現(xiàn)兩端天線單元偏轉(zhuǎn)角度過大造成方向圖裂瓣后修改布陣方式為6×3,將1×3進(jìn)行共形仿真后將其看作一個整體沿著錐臺母線方向?qū)ζ溥M(jìn)行陣列綜合,從而獲得錐臺共形天線陣列的遠(yuǎn)場方向圖。加反射腔后陣列增益足以達(dá)到15 d B的指標(biāo)要求并且副瓣電平小于-13 d B,同時大大節(jié)約了仿真資源,為共形陣列的研究提供了較好的思路。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN823.31;TN820.15

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本文編號：1233930