基于S波段微带天线的弹丸姿态测试技术研究
发布时间：2021-08-25 17:28
弹丸运行和侵彻过程中各种数据的采集在实际应用中变得越来越重要。目前研制的弹载姿态测试系统已经能够完成对飞行体运动过程中各项参数的采集、存储与分析，实现对弹丸各技术指标的评测。但是，由于子弹或炮弹飞行距离较远，范围较大，并且在炮弹落地瞬间会伴随有高温、高压的现象，这些都会导致系统不能及时的回收，延长了每次试验的周期。综合实际应用，弹载遥测系统的无线实时传输具有更高的战略意义，设计的弹载天线必须要适应弹丸飞行的高温、高冲击、高电磁干扰的应用环境。本文研究了无线传输模块和微带天线基本理论，对天线的仿真进行了分析，实现了S波段微带贴片天线的设计，并采用ATmega8515单片机+nRF2401+RFX2401的硬件组合构成了无线传输部分。天线采用同轴线的方式实现馈电，方形切角贴片形成左旋圆极化，选择介电常数相对较高的聚四氟乙烯作为介质基片，利用Ansoft HFSS13软件对微带天线进行性能仿真，得出天线的有效工作频带范围为2.3911GHz～2.4123GHz，中心频率为2.4GHz，天线增益大于3dB，工作频段内电压驻波比小于2，验证了设计的天线方案能够满足测试系统需求，适用于弹载姿态测试...
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 弹载天线
1.2.1 弹载天线的分类
1.2.2 弹载天线的分析
1.2.3 弹载天线的任务
1.3 国内外发展现状
1.4 论文主要内容和及结构安排
1.4.1 论文主要内容
1.4.2 论文结构安排
2 无线传输相关理论
2.1 无线传输理论
2.1.1 无线通信技术
2.1.2 传输频段
2.2 微带天线基本理论
2.2.1 天线概述
2.2.2 微带天线的结构
2.2.3 微带天线的特点
2.2.4 微带天线的应用
2.2.5 微带天线的辐射机理
2.2.6 微带天线的馈电形式
2.2.7 微带天线的分析方法
2.3 本章小结
3 硬件电路设计
3.1 总体方案设计
3.1.1 弹上部分
3.1.2 地面站部分
3.2 无线通信模块设计
3.2.1 单片机控制单元
3.2.2 无线发射芯片
3.2.3 无线模块电路设计
3.3 系统结构与保护措施
3.4 本章小结
4 弹载遥测系统天线设计与仿真
4.1 微带贴片天线设计
4.1.1 天线形式的选择
4.1.2 天线馈电方式的确定
4.1.3 天线尺寸的确定
4.1.4 基片材料厚度选择
4.1.5 弹载遥测系统天线技术指标
4.2 微带贴片天线仿真
4.2.1 HFSS 软件概述
4.2.2 微带贴片天线仿真
4.2.3 仿真结果分析
4.3 本章小结
5 系统测试
5.1 联调测试过程与分析
5.2 本章小结
6 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]弹载遥测系统天线设计[J]. 郑凤芹,谢锐. 电子测试. 2013(13)
[2]低功耗爆炸冲击波应变测试系统[J]. 张少杰,马铁华,沈大伟. 传感技术学报. 2011(09)
[3]压电式传感器的原理与影响因素研究[J]. 段斌. 才智. 2011(22)
[4]压阻传感器8530B闪光响应规律研究[J]. 杜红棉,祖静,张志杰. 测试技术学报. 2011(01)
[5]基于FPGA和UART接口的多路数据采集系统的实现[J]. 马游春,王文杰,李锦明. 火力与指挥控制. 2010(09)
[6]基于SI4432的可燃气体报警仪设计[J]. 包立,王晓荣. 仪表技术与传感器. 2010(09)
[7]短波通信的发展趋势[J]. 马满仓,韩颖,李红刚. 计算机与网络. 2010(Z1)
[8]基于无线控制的冲击波超压测试系统[J]. 董冰玉,杜红棉,祖静. 传感技术学报. 2010(02)
[9]空间环境对无线电波传播的影响综述[J]. 杨永常,宗鹏,魏志勇. 航天器环境工程. 2009(01)
[10]网络安全与管理[J]. 黄惠烽. 内江科技. 2008(07)
博士论文
[1]脉冲超宽带信号能量收集及捕获研究[D]. 王石记.哈尔滨工业大学 2006
[2]UHF频段射频识别系统与天线研究[D]. 赖晓铮.华南理工大学 2006
硕士论文
[1]子母弹子弹抛撒参数的存储遥测方法研究[D]. 原晓洁.中北大学 2012
[2]新型磁介质基片在微带天线中的应用研究[D]. 胡艳.电子科技大学 2010
[3]微带双频天线的研究[D]. 王东红.南京理工大学 2009
[4]弹载多参数测量系统地面测试台的设计与研究[D]. 杨倩.中北大学 2008
[5]多用途航空子母弹二次抛撒系统结构设计与计算机仿真[D]. 钱华梅.南京理工大学 2004
[6]微带天线阵单元设计及互耦分析[D]. 万丽娟.电子科技大学 2003
本文编号：3362548
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 弹载天线
1.2.1 弹载天线的分类
1.2.2 弹载天线的分析
1.2.3 弹载天线的任务
1.3 国内外发展现状
1.4 论文主要内容和及结构安排
1.4.1 论文主要内容
1.4.2 论文结构安排
2 无线传输相关理论
2.1 无线传输理论
2.1.1 无线通信技术
2.1.2 传输频段
2.2 微带天线基本理论
2.2.1 天线概述
2.2.2 微带天线的结构
2.2.3 微带天线的特点
2.2.4 微带天线的应用
2.2.5 微带天线的辐射机理
2.2.6 微带天线的馈电形式
2.2.7 微带天线的分析方法
2.3 本章小结
3 硬件电路设计
3.1 总体方案设计
3.1.1 弹上部分
3.1.2 地面站部分
3.2 无线通信模块设计
3.2.1 单片机控制单元
3.2.2 无线发射芯片
3.2.3 无线模块电路设计
3.3 系统结构与保护措施
3.4 本章小结
4 弹载遥测系统天线设计与仿真
4.1 微带贴片天线设计
4.1.1 天线形式的选择
4.1.2 天线馈电方式的确定
4.1.3 天线尺寸的确定
4.1.4 基片材料厚度选择
4.1.5 弹载遥测系统天线技术指标
4.2 微带贴片天线仿真
4.2.1 HFSS 软件概述
4.2.2 微带贴片天线仿真
4.2.3 仿真结果分析
4.3 本章小结
5 系统测试
5.1 联调测试过程与分析
5.2 本章小结
6 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]弹载遥测系统天线设计[J]. 郑凤芹,谢锐. 电子测试. 2013(13)
[2]低功耗爆炸冲击波应变测试系统[J]. 张少杰,马铁华,沈大伟. 传感技术学报. 2011(09)
[3]压电式传感器的原理与影响因素研究[J]. 段斌. 才智. 2011(22)
[4]压阻传感器8530B闪光响应规律研究[J]. 杜红棉,祖静,张志杰. 测试技术学报. 2011(01)
[5]基于FPGA和UART接口的多路数据采集系统的实现[J]. 马游春,王文杰,李锦明. 火力与指挥控制. 2010(09)
[6]基于SI4432的可燃气体报警仪设计[J]. 包立,王晓荣. 仪表技术与传感器. 2010(09)
[7]短波通信的发展趋势[J]. 马满仓,韩颖,李红刚. 计算机与网络. 2010(Z1)
[8]基于无线控制的冲击波超压测试系统[J]. 董冰玉,杜红棉,祖静. 传感技术学报. 2010(02)
[9]空间环境对无线电波传播的影响综述[J]. 杨永常,宗鹏,魏志勇. 航天器环境工程. 2009(01)
[10]网络安全与管理[J]. 黄惠烽. 内江科技. 2008(07)
博士论文
[1]脉冲超宽带信号能量收集及捕获研究[D]. 王石记.哈尔滨工业大学 2006
[2]UHF频段射频识别系统与天线研究[D]. 赖晓铮.华南理工大学 2006
硕士论文
[1]子母弹子弹抛撒参数的存储遥测方法研究[D]. 原晓洁.中北大学 2012
[2]新型磁介质基片在微带天线中的应用研究[D]. 胡艳.电子科技大学 2010
[3]微带双频天线的研究[D]. 王东红.南京理工大学 2009
[4]弹载多参数测量系统地面测试台的设计与研究[D]. 杨倩.中北大学 2008
[5]多用途航空子母弹二次抛撒系统结构设计与计算机仿真[D]. 钱华梅.南京理工大学 2004
[6]微带天线阵单元设计及互耦分析[D]. 万丽娟.电子科技大学 2003
本文编号：3362548
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