弹体共形微带天线设计及射频电路仿真技术研究

发布时间：2017-10-14 00:02

  本文关键词：弹体共形微带天线设计及射频电路仿真技术研究

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【摘要】：引信是能够利用目标信息使各种弹药适时起爆的控制装置,是武器系统不可缺少的重要组成部分。现代战争中,引信的作用越来越重要。弹体共形微带天线是无线电引信中的一项关键技术。本文首先介绍了微带天线的基本理论及设计方法,以设计所需的微带天线。设计的目标是要实现中心频率分别为7.7GHz与5GHz的两副弹体共形微带天线,针对一般贴片微带天线带宽窄及定向辐射性能差等问题,提出了与弹体共形的具有侧向辐射、宽频带的微带天线。该微带天线贴片形式采用倒方形,同时在贴片上开方形槽,并在槽中加入圆形寄生贴片对天线性能进行优化。利用CST微波仿真软件进行仿真优化,并通过实际制作天线实物及测试,验证了该共形微带天线满足系统设计所需,具有良好的宽带特性,并且在中心频率附近方向图具有良好的侧向辐射性能,指标优良且尺寸小。连续波线性调频系统,发射信号的频率随调制信号的规律变化,利用回波信号与发射信号之间的差频来确定弹目间的距离。本文介绍了连续波线性调频系统定距的工作原理,对差频信号作了简单的理论分析与推导,基于该系统,给出了射频前端的设计原理框图。根据射频前端原理框图,对射频前端各模块电路进行了原理介绍,并利用ADS软件仿真设计了电路,使其满足系统设计指标,最后用Altium Designer软件绘制电路PCB版图,制版后完成了电路各模块的焊接、及部分电路的调试工作,同时初步提出了天线与射频电路一体化的设想。
【关键词】：共形微带天线 CST软件仿真 射频电路 ADS软件仿真
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN822
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 绪论7-10
• 1.1 研究课题的意义及背景7-8
• 1.2 国内外无线电引信的发展与应用8-9
• 1.3 本文的主要工作9-10
• 2 微带天线的基本理论10-15
• 2.1 微带天线简介10
• 2.2 天线的基本电常数10-12
• 2.3 微带天线的辐射原理12-14
• 2.3.1 空间辐射原理12-14
• 2.3.2 馈电激励14
• 2.4 本章小结14-15
• 3 无线电引信共形微带天线设计15-29
• 3.1 无线电引信天线简介15-16
• 3.1.1 无线电引信对天线的要求15-16
• 3.1.2 几种常用的引信天线16
• 3.2 天线设计16-20
• 3.2.1 矩形微带贴片天线基本原理16-18
• 3.2.2 共形微带贴片天线结构18-19
• 3.2.3 无线电引信共形微带贴片天线设计19-20
• 3.3 微带贴片天线仿真20-22
• 3.3.1 开槽和寄生贴片对天线特性的影响20-21
• 3.3.2 仿真结果21-22
• 3.4 天线的实物制作及测试22-26
• 3.4.1 实物制作22-24
• 3.4.2 测试结果24-26
• 3.5 连续波线性调频系统的收发共用天线26-28
• 3.6 本章小结28-29
• 4 射频电路仿真设计29-58
• 4.1 连续波线性调频定距理论分析29-31
• 4.1.1 连续波线性调频系统结构29
• 4.1.2 连续波线性调频定距的工作原理29-31
• 4.2 压控振荡器(VCO)模块设计31-43
• 4.2.1 负阻型振荡电路分析31-32
• 4.2.2 VCO的基本技术指标32-33
• 4.2.3 压控振荡器电路元器件及电路形式的选择33-34
• 4.2.4 基于ADS的压控振荡器仿真设计34-43
• 4.3 3 dB微带线分支定向耦合器43-47
• 4.3.1 3dB微带线分支定向耦合器的原理分析43-44
• 4.3.2 定向耦合器的基本性能指标44
• 4.3.3 定向耦合器模块的仿真44-47
• 4.4 混频器及低通滤波器电路设计47-56
• 4.4.1 混频器的原理分析47-48
• 4.4.2 混频器的主要性能指标48-49
• 4.4.3 混频器匹配网络及滤波器设计与仿真49-53
• 4.4.4 混频器整体性能分析53-56
• 4.5 射随器设计56-57
• 4.6 本章小节57-58
• 5 射频前端电路的制作与调试初步研究58-66
• 5.1 PCB板的绘制与制作58-59
• 5.2 VCO性能测试59-60
• 5.3 低通滤波器性能测试60-61
• 5.4 射频电路与天线一体化初步制版61-63
• 5.5 加负载天线测试63-64
• 5.6 本章小结64-66
• 结束语66-67
• 致谢67-68
• 附录68-69
• 参考文献69-70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 姚广锋,王积勤;一种弹载毫米波引信天线的分析与设计[J];制导与引信;2004年04期

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 张海燕;伪随机键控射频电路仿真设计[D];南京理工大学;2012年

2 陈智超;典型共形微带电小天线设计[D];南京理工大学;2012年

3 邵国林;线性调频定距引信射频电路与天线设计[D];南京理工大学;2009年

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本文编号：1027819