低剖面超宽带天线技术研究

发布时间：2018-04-30 16:21

  本文选题：VIVALDI天线 + 低剖面　； 参考：《电子科技大学》2016年硕士论文

【摘要】：低剖面超宽带天线在飞机上应用十分广泛,并且非常前沿。超宽带技术意味着天线能够工作在更宽的频带内,能够发射接受这一频带内的信号。低剖面是指天线单元的厚度小、剖面低,将天线单元安装在飞机表面的时候,低剖面天线能和飞机表面很好的进行共形,不会影响到飞机自身的空气动力学作用。本论文将对工作在400MHZ-900MHZ波段的低剖面超宽带天线进行研究,并结合给定的实际工程需求,设计一种具有低剖面、高增益、超宽带的柔性共性机载天线,并将设计出来的天线单元进行组阵,使得天线阵列能够贴在飞机机翼表面工作,并满足天线阵列工程需求给出的技术指标,经过分析各种天线的特性,我们最终选定VIVALDI天线模型,根据VIVALDI天线模型的物理尺寸和电气性能进行结构上的调整,进行单元优化处理,并根据飞机的重量要求和实际情况引入轻质材料作为机载天线的填充介质。在分析飞机柔性/共形天线阵列性能指标的基础上,分析飞机机载天线最佳阵列的结构。我们发现用192个天线单元等间距排列,振幅按照切比雪夫数列分布,布置在飞机机翼表面上。根据结果得出,这种布阵方法具备了良好的性能,在400-900MHZ波段以内,其最大副瓣电平小于-30dB,天线阵列在400MHz时增益大于26dB,在900MHz时增益大于30dB,满足天线阵列的特性需求,处于业界领先水平。为验证设计出加凹槽VIVALDI天线以及阵列的性能,在本论文最后加工并测试加凹槽的VIVALDI天线单元,对天线的回波损耗以及增益做了实际验证,证实了天线单元仿真结果。结果证明,我们设计的加凹槽VIVALDI天线单元能够满足本论文中所要求的技术指标。
[Abstract]:Low profile UWB antennas are widely used in aircraft and are very advanced. Ultra-wideband (UWB) technology means that antennas can operate in a wider frequency band and transmit and receive signals in that band. Low profile means that the antenna unit has a small thickness and a low profile. When the antenna element is installed on the surface of the aircraft, the low profile antenna can conformal well with the plane surface, and will not affect the aerodynamics of the aircraft itself. In this paper, the low profile UWB antenna working in 400MHZ-900MHZ band is studied, and a flexible common airborne antenna with low profile, high gain and ultra wideband is designed according to the practical engineering requirements. The antenna array can be attached to the surface of the aircraft wing and meet the technical requirements of the antenna array engineering requirements. The characteristics of various antennas are analyzed. Finally, we select the VIVALDI antenna model, adjust the structure according to the physical size and electrical performance of the VIVALDI antenna model, and carry out the unit optimization processing. According to the requirements of aircraft weight and the actual situation, the light material is introduced as the filling medium of airborne antenna. On the basis of analyzing the performance index of aircraft flexible / conformal antenna array, the structure of the optimal array is analyzed. We find that 192 antenna elements are arranged at equal spacing and the amplitude is distributed according to the Chebyshev series, and the amplitude is arranged on the surface of the wing of the aircraft. According to the results, the method has good performance. In 400-900MHZ band, the maximum sidelobe level is less than -30 dB, the gain of antenna array is greater than 26dB at 400MHz, and the gain is more than 30dB at 900MHz, which meets the characteristic requirement of antenna array. In the industry leading level. In order to verify the performance of the VIVALDI antenna with grooves and the performance of the array, the antenna elements with grooves are fabricated and tested in this paper. The echo loss and gain of the antenna are verified, and the simulation results of the antenna elements are confirmed. The results show that the VIVALDI antenna unit with grooves can meet the technical requirements of this paper.
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V243.4

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本文编号：1825271