發(fā)布時(shí)間：2017-08-17 04:03

  本文關(guān)鍵詞：球形偶極子天線(xiàn)的終端匹配和頻帶擴(kuò)展

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【摘要】：信號(hào)源內(nèi)置式球形偶極子天線(xiàn)是一種小型寬頻帶有源發(fā)射天線(xiàn),其直徑僅100mm,且內(nèi)置信號(hào)源無(wú)需外接饋線(xiàn),廣泛應(yīng)用于機(jī)箱機(jī)柜屏蔽效能測(cè)試、場(chǎng)地衰減測(cè)量等方面。本文結(jié)合實(shí)驗(yàn)室早期的研究成果,改進(jìn)了現(xiàn)有基頻30MHz的球形偶極子天線(xiàn),提高其輻射能力；并研制了基頻5MHz和基頻100MHz的球形偶極子天線(xiàn),擴(kuò)展了應(yīng)用頻帶。本文先查找相關(guān)資料,了解國(guó)內(nèi)外相關(guān)產(chǎn)品的研究進(jìn)展,尤其國(guó)外研究水平和研究方法,為本文設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。主要研究方法是從提高天線(xiàn)輻射效率出發(fā),理論計(jì)算了現(xiàn)有天線(xiàn)的輻射效率,為設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)。然后從兩方面著手提高天線(xiàn)輸出功率,一方面對(duì)梳形信號(hào)發(fā)生器的工作機(jī)理進(jìn)一步分析,包括對(duì)無(wú)源電子器件、晶體管及晶體管放大電路的分析及改進(jìn),最終通過(guò)更換性能更好的晶體管提高高頻功率增益,調(diào)整工作電流降低無(wú)用信號(hào)大小,設(shè)計(jì)偏置電路減小直流電路與高頻信號(hào)耦合,電容濾波抑制無(wú)用能量,設(shè)計(jì)EMC性能更好的四層PCB取代原有的雙層PCB等方法,提高了梳形信號(hào)發(fā)生器的輸出。另一方面對(duì)球形偶極子天線(xiàn)的電參數(shù)進(jìn)行了分析,在暗室中測(cè)試了其輻射方向圖。用雙同軸線(xiàn)測(cè)S參數(shù)方法測(cè)量了其輸入阻抗,并通過(guò)與HFSS仿真結(jié)果對(duì)比分析得到其精度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的物理巴倫法,測(cè)試結(jié)果可以作為天線(xiàn)終端匹配設(shè)計(jì)依據(jù)。根據(jù)天線(xiàn)輸入阻抗特性,采用實(shí)頻數(shù)據(jù)法和遺傳算法相結(jié)合設(shè)計(jì)了三種不同基頻天線(xiàn)的終端匹配網(wǎng)絡(luò),減少信號(hào)在傳輸過(guò)程中的反射損耗。3m遠(yuǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果表明,研制的基頻30MHz球形偶極子天線(xiàn)100MHz～1GHz頻段內(nèi)大部分頻點(diǎn)尤其高頻段700MHz～1GHz場(chǎng)強(qiáng)超過(guò)70dBuV/m,比原有天線(xiàn)提高了5dB以上；基頻5MHz球形偶極子天線(xiàn)30MHz～100MHz頻段內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到50dBuV/m;基頻100MHz球形偶極子天線(xiàn)1GHz～1.8GHz電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)70dBuV/m,1.8GHz-3GHz超過(guò)60dBuV/m。本文還分析了機(jī)箱機(jī)柜屏蔽效能測(cè)試中影響球形偶極子天線(xiàn)輸出動(dòng)態(tài)范圍的因素,研制出的三種不同基頻的球形偶極子天線(xiàn)在不同的測(cè)試條件下可滿(mǎn)足不同等級(jí)的機(jī)箱機(jī)柜屏蔽效能測(cè)試要求。
【關(guān)鍵詞】：球形偶極子天線(xiàn) 梳形信號(hào)發(fā)生器 終端匹配 頻帶擴(kuò)展 機(jī)箱機(jī)柜屏蔽效能
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TN821.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-17
• 1.2.1 國(guó)外研究成果10-11
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀11-17
• 1.2.2.1 信號(hào)源內(nèi)置式球形偶極子天線(xiàn)的主要應(yīng)用12-15
• 1.2.2.2 現(xiàn)有球形偶極子天線(xiàn)性能分析15-17
• 1.3 論文研究?jī)?nèi)容及意義17
• 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)17-18
• 第2章 球形偶極子天線(xiàn)工作原理及輻射效率計(jì)算18-24
• 2.1 原理概述18-22
• 2.1.1 梳形信號(hào)發(fā)生器18-21
• 2.1.2 輻射天線(xiàn)21-22
• 2.2 天線(xiàn)輻射效率計(jì)算22-23
• 2.3 本章小結(jié)23-24
• 第3章 梳形信號(hào)發(fā)生器的電路改進(jìn)24-40
• 3.1 電路元器件分析及改進(jìn)24-32
• 3.1.1 二端口網(wǎng)絡(luò)參數(shù)24-26
• 3.1.1.1 Z參數(shù)24-25
• 3.1.1.2 S參數(shù)25-26
• 3.1.2 硅雙極型晶體管26-31
• 3.1.2.1 晶體管基本模型及頻率特性26-29
• 3.1.2.2 晶體管選擇29-31
• 3.1.3 無(wú)源器件選取31-32
• 3.1.3.1 電阻31-32
• 3.1.3.2 電容32
• 3.2 放大電路分析及改進(jìn)32-34
• 3.2.1 放大器主要技術(shù)指標(biāo)32-33
• 3.2.2 放大電路改進(jìn)33-34
• 3.3 “壓控”開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)34
• 3.4 PCB優(yōu)化設(shè)計(jì)34-37
• 3.4.1 一般性設(shè)計(jì)要求34-36
• 3.4.2 PCB熱設(shè)計(jì)36-37
• 3.5 電路改進(jìn)后天線(xiàn)測(cè)試結(jié)果及分析37-39
• 3.6 本章小結(jié)39-40
• 第4章 球形偶極子天線(xiàn)基本模型及輸入阻抗測(cè)試40-47
• 4.1 概述40
• 4.2 球形偶極子天線(xiàn)輸入阻抗測(cè)試40-46
• 4.2.1 同軸線(xiàn)測(cè)S參數(shù)法測(cè)天線(xiàn)輸入阻抗42-44
• 4.2.1.1 原理42-43
• 4.2.1.2 測(cè)試布置43-44
• 4.2.2 測(cè)試結(jié)果及分析44-46
• 4.3 本章小結(jié)46-47
• 第5章 天線(xiàn)終端匹配設(shè)計(jì)47-59
• 5.1 概述47-48
• 5.2 終端匹配設(shè)計(jì)常用方法48-53
• 5.2.1 直接優(yōu)化法48-49
• 5.2.2 實(shí)頻數(shù)據(jù)法49-51
• 5.2.3 遺傳算法51-53
• 5.3 基頻30MHz及基頻100MHz球形偶極子天線(xiàn)的終端匹配設(shè)計(jì)53-57
• 5.3.1 實(shí)頻數(shù)據(jù)法實(shí)際應(yīng)用53-54
• 5.3.2 傳輸線(xiàn)變壓器54-55
• 5.3.3 遺傳算法優(yōu)化參數(shù)55-56
• 5.3.4 計(jì)算結(jié)果與分析56-57
• 5.4 基頻5MHz球形偶極子天線(xiàn)的終端匹配設(shè)計(jì)57-59
• 5.4.1 電小天線(xiàn)簡(jiǎn)介57-58
• 5.4.2 匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)58-59
• 第6章 研制的球形偶極子天線(xiàn)性能測(cè)試與分析59-65
• 6.1 輻射方向圖59-61
• 6.2 天線(xiàn)發(fā)射測(cè)試61-64
• 6.3 本章小結(jié)64-65
• 第7章 總結(jié)與建議65-66
• 致謝66-67
• 參考文獻(xiàn)67-68

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