本文關鍵詞：射頻仿真目標陣列寬帶天線研究與設計

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【摘要】：隨著射頻仿真技術的快速進步,仿真系統(tǒng)目標陣列中天線也正朝著小型化、寬帶化、功能多樣化的方向發(fā)展,因此,適用于射頻仿真系統(tǒng)的小型化寬帶天線的研究具有重大意義。根據(jù)射頻仿真系統(tǒng)對天線的指標需求,本文分別對寬帶圓極化平面Archimedes螺旋天線、寬帶雙極化喇叭天線進行了研究與設計。本文主要工作內容與所涉及的創(chuàng)新點主要包括以下幾個方面:1.研究和設計了一款工作于0.4~3GHz的平面Archimedes螺旋天線。該天線將臂寬與臂間距相等的雙臂Archimedes螺旋線作為輻射單元,具有自補特性,能夠實現(xiàn)寬帶內的阻抗匹配;采用漸變微帶巴倫對輻射單元進行饋電,并針對其縱向尺寸較大的缺點進行了小型化改進,將直線型微帶巴倫改進為彎折的曲線型微帶巴倫;同時,為使得天線能夠單向輻射,設計了反射背腔。仿真結果表明,在0.4~3GHz頻帶內,駐波比均低于2,輻射方向圖沒有波瓣分裂,且?guī)仍鲆嫫椒�(wěn)。最后對小型化饋電結構的螺旋天線進行了實物制作和測試,測試結果與仿真結果基本吻合。2.研究和設計了一款工作于0.4~2GHz的寬帶雙極化圓喇叭天線。采用四脊波導雙饋電來實現(xiàn)圓喇叭天線的寬帶化和雙極化特性,并針對此頻段內天線尺寸過大的缺點進行了相應的改進,保持喇叭段及脊片結構大小形狀不變,將天線按照所要求的尺寸截斷,并在截面脊片上進行圓弧加載,從而在保證設計指標的前提下實現(xiàn)了天線的小型化。仿真結果表明,在0.4~2GHz頻帶內,天線兩個端口駐波比均低于3,端口隔離度大于30dB,輻射方向圖沒有波瓣分裂,具有良好的輻射特性。然后根據(jù)最終模型對0.4~2GHz小型化雙極化喇叭天線進行了實物制作和測試,測試結果與仿真結果吻合良好。3.研究和設計了一款工作于20~50GHz的寬帶雙極化圓喇叭天線。與第二款天線類似,同樣采用四脊波導雙饋電來實現(xiàn)天線的寬帶化和雙極化,并針對天線增益低于設計指標的不足對天線進行改進,保持脊片結構尺寸不變僅增加喇叭段長度。仿真結果表明,在20~50GHz頻帶內,兩個端口駐波比均低于2.5,端口隔離度大于20dB,并且除了少數(shù)頻點增益大于18dBi之外,帶內其他頻點增益均大于20dBi,且輻射方向圖沒有波瓣分裂。最后按照天線尺寸對改進后的雙極化喇叭天線進行了實物制作和測試,測試結果達到技術指標要求。
【關鍵詞】：寬帶天線 圓極化 雙線極化 Archimedes螺旋天線 四脊喇叭天線
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN820
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 第一章 緒論12-20
• 1.1 研究背景及意義12-13
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀13-18
• 1.2.1 國內外研究方法13-14
• 1.2.2 國內外寬帶天線的主要類型14-17
• 1.2.3 螺旋天線的國內外研究現(xiàn)狀17-18
• 1.2.4 寬帶喇叭天線的國內外研究現(xiàn)狀18
• 1.3 本文主要研究工作與內容安排18-20
• 第二章 寬帶天線理論20-34
• 2.1 寬帶技術簡介20-23
• 2.1.1 寬帶定義20-21
• 2.1.2 寬帶天線的重要性能參數(shù)21-23
• 2.2 Archimedes螺旋天線理論23-27
• 2.2.1 非頻變天線基本原理23-26
• 2.2.2 平面Archimedes螺旋天線工作原理26-27
• 2.3 雙極化喇叭天線理論27-33
• 2.3.1 加脊波導理論27-31
• 2.3.2 雙極化喇叭天線工作原理31-33
• 2.4 本章小結33-34
• 第三章 寬帶平面Archimedes螺旋天線研究與設計34-48
• 3.1 平面Archimedes輻射單元34-36
• 3.2 饋電巴倫設計36-41
• 3.2.1 常規(guī)巴倫設計37-40
• 3.2.2 小型化巴倫設計40-41
• 3.3 反射腔設計41-42
• 3.4 天線整體仿真及測試42-47
• 3.5 本章小結47-48
• 第四章 寬帶雙極化喇叭天線研究與設計48-67
• 4.1 0.4~2GHZ寬帶雙極化喇叭天線設計48-55
• 4.1.1 0.4~2GHz雙極化喇叭天線結構48-50
• 4.1.2 0.4~2GHz雙極化喇叭天線仿真50-55
• 4.2 0.4~2GHZ寬帶雙極化喇叭天線小型化設計55-59
• 4.2.1 雙極化喇叭天線小型化原理55-56
• 4.2.2 0.4~2GHz小型化雙極化喇叭天線仿真56-58
• 4.2.3 0.4~2GHz小型化雙極化喇叭天線實測58-59
• 4.3 20~50GHZ寬帶雙極化喇叭天線設計59-66
• 4.3.1 20~50GHz雙極化喇叭天線結構59-60
• 4.3.2 20~50GHz雙極化喇叭天線仿真60-65
• 4.3.3 20~50GHz雙極化喇叭天線實測65-66
• 4.4 本章小結66-67
• 第五章 總結與展望67-69
• 5.1 論文總結67-68
• 5.2 今后工作展望68-69
• 參考文獻69-73
• 致謝73

【參考文獻】

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本文編號：840930