本文關(guān)鍵詞：米波寬帶等離子體天線理論及其關(guān)鍵設(shè)備研究

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【摘要】：米波,即VHF(甚高頻)是電臺(tái)、電視臺(tái)廣播,航空航海溝通的重要頻段。隨著通信技術(shù)的飛速發(fā)展,軍事上現(xiàn)代戰(zhàn)術(shù)電臺(tái)通信的跳頻范圍越來越寬,民用中信道容量不斷擴(kuò)充、通信設(shè)備不斷趨寬帶化。這些新趨勢(shì),使得現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)對(duì)天線的寬帶化需求日趨強(qiáng)烈。由于等離子體天線自身具有重量輕,可隱身,自重構(gòu)等很多傳統(tǒng)金屬天線不具備的優(yōu)點(diǎn),在軍事上可提高軍事設(shè)備的雷達(dá)隱身性能,在民用上可以更好的控制天線輻射特性,因此具有廣闊的應(yīng)用前景。本文圍繞米波寬帶等離子體天線展開研究,在米波寬帶等離子體天線理論方面,針對(duì)米波等離子體激勵(lì)裝置、米波等離子體頻率控制方法、寬負(fù)載型等離子體諧波濾波方法、米波信號(hào)提取方法等四部分展開研究,給出了相關(guān)設(shè)計(jì)機(jī)理與方法。依法設(shè)計(jì)了65~78、108~121MHz雙頻段米波等離子體天線,對(duì)其進(jìn)行了仿真優(yōu)化、實(shí)物加工測(cè)試。結(jié)果表明,實(shí)測(cè)值與仿真值、理論設(shè)計(jì)值符合,證明了所提設(shè)計(jì)理論與方法的正確性。在此基礎(chǔ)上,為了進(jìn)一步優(yōu)化所設(shè)計(jì)天線的工作帶寬,提出了兩種方法,通過仿真驗(yàn)證了這兩種方法均可以拓展天線帶寬至65~100MHz(1.53倍頻程)。其一為通過增加輸入射頻功率提高等離子體頻率使天線展頻,通過理論分析計(jì)算,得到此方法射頻功率需求為65kW,能耗過大且工程難以實(shí)現(xiàn);另一種為調(diào)整天線結(jié)構(gòu)尺寸,微調(diào)等離子體中心振子并增長(zhǎng)金屬套筒24cm,仿真驗(yàn)證了方法的有效性,新尺寸的天線正在加工中。在電磁兼容方面,當(dāng)前,國(guó)內(nèi)外研究的等離子體天線多為窄帶天線,而文中工作涉及寬帶等離子體天線的實(shí)際研發(fā),此時(shí)等離子體天線中的電磁兼容問題顯得尤為重要。文中分析了米波寬帶等離子體天線中射頻激勵(lì)源產(chǎn)生的電磁干擾及其帶來的儀器過載、測(cè)量設(shè)備諧波失真、通信頻帶內(nèi)諧波噪聲等電磁兼容問題,這些問題在之前窄帶等離子體天線研究工作中未被重視。在此基礎(chǔ)上,針對(duì)等離子體天線中大范圍可變負(fù)載的特殊應(yīng)用,研究了寬負(fù)載型等離子體諧波濾波方法。將依法設(shè)計(jì)的濾波器應(yīng)用于實(shí)際天線系統(tǒng)中,解決了儀器過載和測(cè)量設(shè)備諧波失真問題,有效抑制了通信頻帶內(nèi)干擾諧波幅值,對(duì)典型的六次諧波(81.36MHz)抑制程度為23.4dB。此外,通過實(shí)驗(yàn)證明了諧波干擾信號(hào)在耦合路徑上被放大,而這個(gè)問題很難通過分頻濾波解決,因此有必要對(duì)傳統(tǒng)射頻激勵(lì)等離子體天線系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。在等離子體天線系統(tǒng)優(yōu)化方面,引入全光等離子體天線系統(tǒng),該系統(tǒng)工作于全光模式下,從根本上解決射頻激勵(lì)等離子體天線系統(tǒng)中的電磁兼容問題。對(duì)其關(guān)鍵設(shè)備連續(xù)高壓高重頻脈沖源展開了研究,通過功能設(shè)計(jì),冷卻系統(tǒng)改造,工業(yè)設(shè)計(jì)等方式實(shí)現(xiàn)了脈沖源從實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)向設(shè)備樣機(jī)的過渡。在此過程中,自主設(shè)計(jì)開發(fā)一套脈沖源控制軟件。
【關(guān)鍵詞】：等離子體天線 寬帶天線 電磁兼容 濾波 脈沖功率
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN820
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-14
• 第一章 緒論14-27
• 1.1 米波寬帶等離子體天線研究14-20
• 1.1.1 等離子體天線研究背景與意義14-16
• 1.1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-19
• 1.1.3 米波寬帶天線的研究意義19-20
• 1.2 全光等離子體天線系統(tǒng)及其關(guān)鍵設(shè)備脈沖功率發(fā)生器20-24
• 1.2.1 全光等離子體天線系統(tǒng)概述20-22
• 1.2.2 連續(xù)高壓高重頻脈沖源的研究現(xiàn)狀22-24
• 1.3 論文的主要內(nèi)容與章節(jié)安排24-27
• 第二章 基礎(chǔ)理論27-34
• 2.1 等離子體天線基本理論27-31
• 2.1.1 等離子體天線原理27-29
• 2.1.2 等離子體天線優(yōu)勢(shì)29-31
• 2.2 脈沖功率技術(shù)31-33
• 2.3 本章小結(jié)33-34
• 第三章 米波寬帶等離子體天線研究34-48
• 3.1 引言34-36
• 3.2 米波寬帶等離子體天線設(shè)計(jì)與仿真36-43
• 3.2.1 天線分析與設(shè)計(jì)36-41
• 3.2.2 天線性能仿真41-43
• 3.3 米波寬帶等離子體天線實(shí)測(cè)與分析43-47
• 3.3.1 天線實(shí)測(cè)結(jié)果43-45
• 3.3.2 天線測(cè)試結(jié)果分析與性能提升45-47
• 3.4 本章小結(jié)47-48
• 第四章 米波寬帶等離子體天線濾波器研究48-65
• 4.1 米波寬帶等離子體天線系統(tǒng)中電磁兼容問題及其濾波需求48-52
• 4.1.1 等離子體天線系統(tǒng)中的電磁干擾48-50
• 4.1.2 等離子體天線濾波器功能需求分析50-52
• 4.2 天線信號(hào)饋線端濾波器設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)52-55
• 4.2.1 天線信號(hào)饋線端濾波器實(shí)現(xiàn)方法52-54
• 4.2.2 天線信號(hào)饋線端濾波效果實(shí)測(cè)與分析54-55
• 4.3 等離子體射頻激勵(lì)源端濾波裝置研究55-61
• 4.3.1 射頻激勵(lì)源輸出頻譜成分測(cè)量與分析55-57
• 4.3.2 等離子體射頻激勵(lì)端濾波裝置設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)57-59
• 4.3.3 等離子體射頻激勵(lì)端濾波裝置效果實(shí)測(cè)59-61
• 4.4 射頻激勵(lì)源諧波干擾抑制困難的探索研究61-64
• 4.5 本章小結(jié)64-65
• 第五章 全光等離子體及其關(guān)鍵設(shè)備連續(xù)高壓高重頻脈沖源65-76
• 5.1 新型全光等離子體技術(shù)關(guān)鍵設(shè)備65-70
• 5.2 連續(xù)高壓高重頻脈沖源控制軟件設(shè)計(jì)70-75
• 5.2.1 連續(xù)高壓高重頻脈沖源控制軟件總體方案70-71
• 5.2.2 連續(xù)高壓高重頻脈沖源軟件設(shè)計(jì)71-75
• 5.3 本章小結(jié)75-76
• 第六章 結(jié)束語76-78
• 6.1 論文主要工作76-77
• 6.2 后續(xù)研究工作77-78
• 參考文獻(xiàn)78-81
• 致謝81-82
• 攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文82-84

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 江偉華;;高重復(fù)頻率脈沖功率技術(shù)及其應(yīng)用:(3)磁開關(guān)的作用[J];強(qiáng)激光與粒子束;2012年06期

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本文編號(hào)：934642