煤矿井下超宽带八木微带天线的设计与测试

发布时间：2021-02-15 02:54

　　针对超宽带技术在矿井救援中存在的问题,利用基片集成波导具有在高频带中低泄漏损耗和低辐射损耗的特性,设计了一种基于SIW的超宽带八木微带天线,建立了天线的设计模型,通过HFSS等仿真软件实验研究了该天线的增益和方向图,并制作了天线实物。结果表明,天线的工作频段为9. 28～11. 06 GHz,相对带宽为27. 5%,各项指标基本符合煤矿井下对于超宽带天线的设计要求。该研究可以为超宽带技术应用于矿井环境下的应急救援提供硬件条件。 

【文章来源】：黑龙江科技大学学报. 2020,30(02)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

天线的辐射方向

天线极化是指在发射天线的最大辐射方向上无线电波随时间在空间中追踪电场矢量(端点)的轨迹。天线的极化分为线性极化、圆极化和椭圆极化三种。图2给出了圆偏振波的电场强度的矢量轨迹，其可以分为正交的左和右圆偏振。椭圆偏振波可以分解为两个旋转方向相反的圆偏振波[5]。接收天线的极化与入射波的一致性称为极化匹配。在矿井环境中，为了使天线实现点对点之间的定向通信，通常选择线极化的天线。2 天线设计

由于在矿难发生之后需要对被困人员做出精确的定位，需要选择具有高精度定位能力的定向天线作为基础天线。有一种端射式的天线，它主要由有源阵子、无源反射器以及若干个引向器所组成。这种天线称之为八木天线[6]。其结构组成如图3所示。采用这种结构，八木天线具有定向辐射的特性，较一般的天线有很高的增益。用它来测向、远距离通信效果特别好，但是一般的八木天线的体积较为庞大，将其直接应用于煤矿井下携带时十分不便，需要对其进行改进。2.2 微带天线

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于相位补偿的矿井超宽带雷达压缩感知成像算法[J]. 郭继坤,赵清,陈司晗.  煤炭科学技术. 2020(01)
[2]一种宽带微带八木天线的设计[J]. 商锋,李晓娇.  太赫兹科学与电子信息学报. 2019(03)
[3]矿井塌方体下超宽带生命信号的检测算法[J]. 郭继坤,黄子昌.  黑龙江科技大学学报. 2019(02)
[4]超宽带信号穿透双层塌方体的数值模拟[J]. 郭继坤,王小萌.  黑龙江科技大学学报. 2018(04)
[5]基于超宽带信号的矿井塌方体下生命特征的检测方法[J]. 郭继坤,王保生,郝维来,张宏炜.  黑龙江科技大学学报. 2017(01)
[6]超宽带在煤矿井下穿透障碍物杂波信号的抑制方法[J]. 郭继坤,修海林,张显明.  黑龙江科技大学学报. 2015(03)

硕士论文
[1]基于基片集成波导技术的高增益天线研究[D]. 毕延迪.哈尔滨工业大学 2018



本文编号：3034302