【摘要】：隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的不斷發(fā)展,天線陣列以其高增益、高功率、低副瓣等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于民用和軍事領(lǐng)域。天線的測(cè)量一直是天線研究領(lǐng)域里的一個(gè)重要課題,是與各類新型天線同步發(fā)展的。面對(duì)一套非常復(fù)雜的天線測(cè)量系統(tǒng),如何快速準(zhǔn)確的驗(yàn)證其準(zhǔn)確性成為了一個(gè)急需解決的實(shí)際問(wèn)題。本文根據(jù)這種需求設(shè)計(jì)了一種用于計(jì)量中的標(biāo)準(zhǔn)天線陣列,通過(guò)理論計(jì)算能夠準(zhǔn)確的得到天線陣列輻射特性,從而實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確判斷天線測(cè)試系統(tǒng)的有效性。論文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下:(1)針對(duì)多陣元偶極子天線陣列的饋電網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)需求,設(shè)計(jì)了一種工作頻帶為1.0GHz-5.5GHz的等功率分配功分器以及一種工作頻帶為1.0GHz-3.0GHz的用于偶極子天線平衡饋電的微帶漸進(jìn)巴倫。除此之外為滿足寬帶特性,設(shè)計(jì)了一種工作頻帶為DC-100GHz的功分器,這些設(shè)計(jì)都具有成本低、易于集成等特點(diǎn),能夠大量應(yīng)用于天線陣列中。(2)針對(duì)可計(jì)算特性選取偶極子天線作為天線單元,設(shè)計(jì)了一種雙極化偶極子天線單元。建立多陣元直線陣,分析驗(yàn)證了天線陣列的基本特性,并對(duì)陣元間耦合對(duì)天線單元交叉隔離度造成的影響進(jìn)行了深入和系統(tǒng)的分析,調(diào)節(jié)合適的陣元間距,使用不同長(zhǎng)度振子的雙極化偶極子天線單元,兩種天線單元中心頻率分別為1.8GHz和2.0GHz,從而優(yōu)化陣元交叉極化隔離度,同時(shí)也拓展了天線陣列的工作帶寬。(3)確定天線陣列的排布方式,設(shè)計(jì)一種可分離式多陣元天線,設(shè)計(jì)兩個(gè)1 X 8直線陣可以分離工作或拼接成1X16直線陣工作,設(shè)計(jì)工作頻帶為1.0GHz-3.0GHz的寬帶饋電網(wǎng)絡(luò)能夠給兩種狀態(tài)的天線陣列每個(gè)陣元提供等幅信號(hào)輸入,同時(shí)給每對(duì)振子提供平衡饋電,實(shí)現(xiàn)較優(yōu)的工作性能。
【圖文】：

近似確定振子上的電流分布；第二部，根據(jù)電流分布求其外場(chǎng)。對(duì)稱振子從振逡逑子中點(diǎn)饋電，一臂長(zhǎng)度為Ｚ，全長(zhǎng)ｉ邋＝邋２Ｚ，圓柱導(dǎo)體半徑為／？。這個(gè)結(jié)構(gòu)可以看成是逡逑由終端開(kāi)路的雙線傳輸線張開(kāi)而成的，如圖２－１所示，逡逑N邐１邐Ｊ邋Ｌ邐１邐Ｊ逡逑（Ｍｌ邐逡逑圖２－１對(duì)陣振子逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｌ邋ｄｉｐｏｌｅ逡逑平行雙線傳輸線上的導(dǎo)行波在開(kāi)路終端處將形成全反射，其電流沿線呈駐波逡逑分布，在開(kāi)路終端處電流總是零。由于上下平行線上電流的方向是相反的，并且兩逡逑導(dǎo)線的間距遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)，因此雙導(dǎo)線上電流的輻射場(chǎng)幾乎相消而并無(wú)明顯輻射。但逡逑當(dāng)雙導(dǎo)線的終端張開(kāi)后，上下導(dǎo)線上的電流由原來(lái)方向相反變成方向相同，因而它逡逑們的輻射場(chǎng)在ｚ軸方向同相疊加，而成了能有效輻射的開(kāi)放式結(jié)構(gòu)，即天線。對(duì)逡逑Ａ的振子，若忽略因輻射而引起的電流分布的改變，其沿線電流近似于正弦分逡逑布：逡逑４逡逑

直于陣列軸向，天線波束在線陣法線方向左右兩側(cè)進(jìn)行掃描。相反，端射陣列主瓣逡逑方向沿著陣列軸向。由于垂射陣應(yīng)用最為廣泛，，因此主要討論垂射陣。逡逑圖２－２是一個(gè)由Ｗ個(gè)天線單元組成的線性陣列原理圖，天線單元均勻排布在逡逑一條直線上，天線單元間距為義逡逑７逡逑
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN820

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本文編號(hào)：2646706