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机载超短波宽带天线的设计与仿真

发布时间:2021-04-14 09:33
  飞机的金属机体对于机载天线来说有两个作用,一是相当于一个有限大的参考平面,二是机体还可以作为辐射体参与机载天线的辐射。分析机载天线的辐射特性,不仅要考虑到电磁波对有限大参考平面的绕射作用,还要考虑金属机身本身所阻挡和反射天线的电磁辐射。因此飞机机体对于天线辐射特性的影响是十分复杂的。而现实飞机上往往有很多副天线,且安装位置各异,情况更加复杂。为了明确金属散射体对于机载天线的影响,确保天线有正常的工作性能,对机载天线进行机体一体化整体仿真是一种切实有效的办法。本文主要完成的工作有:1.本文在梯形平面单极子天线的基础上提出了一种微带线馈电的皮亚诺顶加载和加载电阻相结合的新型机载宽带超短波天线,其中皮亚诺分形顶加载的方法有效减小了天线的尺寸,使宽带天线的高度有将近8.5%的缩小,更加符合飞机的空气动力学要求。在经过平面天线梯形化、顶加载和加载电阻之后,有效的扩展了天线的带宽,使机载天线工作频段内的电压驻波比整体小于2.4,最终设计出符合航空要求的4倍频宽带机载天线。2.完成了飞机垂直尾翼和天线的一体化仿真实验,研究了飞机尾翼对天线的影响。3.完成了飞机和天线的一体化建模仿真实验,研究了金属机... 

【文章来源】:郑州大学河南省 211工程院校

【文章页数】:76 页

【学位级别】:硕士

【部分图文】:

机载超短波宽带天线的设计与仿真


一阶皮亚诺天线顶模型

单极子天线,圆柱形


图 3.4 圆柱形单极子天线 图 3.5 椭圆柱单极子天线图 3.4 就是最简单圆柱型单极子,这种简单的基本振子具有简单的结构、低的成本和全向的方向图,备受人们青睐,是人们关注单极子天线的开始。面宽带单极子天线其实就是由柱型振子逐渐扁平化而得到的结果。天线从圆型逐渐转变为椭圆柱型,又渐渐转变为平面天线。天线平面化的过程就是天表面分布电流均匀化的过程[35]。发展到这里,最一般的矩形平面单极子已经现出了出色的宽带性能,带宽最高可达 10GHz。经过许多的实验证实,矩形面天线通过双馈的方式可以大幅度限制天线中电流的水平分布,很大程度上善了天线中电流的垂直分布状况[36]。这就是矩形平面单极子具有非常大阻抗宽的原因,极大的改善了柱形单极子天线的阻抗带宽和极化特性。

单极子天线,椭圆柱


图 3.4 圆柱形单极子天线 图 3.5 椭圆柱单极子天线图 3.4 就是最简单圆柱型单极子,这种简单的基本振子具有简单的结构、低的成本和全向的方向图,备受人们青睐,是人们关注单极子天线的开始。面宽带单极子天线其实就是由柱型振子逐渐扁平化而得到的结果。天线从圆型逐渐转变为椭圆柱型,又渐渐转变为平面天线。天线平面化的过程就是天表面分布电流均匀化的过程[35]。发展到这里,最一般的矩形平面单极子已经现出了出色的宽带性能,带宽最高可达 10GHz。经过许多的实验证实,矩形面天线通过双馈的方式可以大幅度限制天线中电流的水平分布,很大程度上善了天线中电流的垂直分布状况[36]。这就是矩形平面单极子具有非常大阻抗宽的原因,极大的改善了柱形单极子天线的阻抗带宽和极化特性。


本文编号:3137098

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