天线极化特性精确测量的研究
发布时间：2021-10-11 02:03
天线在现代无线通信中发挥着举足轻重的作用,成为人们当下研究的热点之一。与此同时,天线的测量技术也随之不断发展,然而对于天线极化特性测量的精确性还没有进行定量研究。为此,天线极化特性测量的精确性需要进行更深一步的研究。根据天线的极化特性理论以及天线极化的测量方法,本文主要研究了馈电不平衡对天线极化特性的影响,并通过平衡馈电技术设计了具有高极化纯度的双圆极化四脊喇叭天线。本文首先介绍了天线极化特性的基本理论,分析了电磁波极化的基本概念以及极化的类型,解释了相关的极化特性参数的概念,以及由于极化不匹配所造成的极化损失。通过国际上使用的天线极化特性测量方法,分别对线极化天线和圆极化天线的极化特性参数测量以及不确定度分析进行阐述,按照该方法进行了一组线极化天线的极化特性测量,得到测量数据并验证了在外推法电磁暗室中测量的精确性。根据微带天线设计的相关技术,运用电磁仿真软件CST设计了双馈点的圆极化微带天线。通过分析天线的轴比、主极化分量和正交极化分量方向图,重点研究了馈电的相位和幅度不平衡对天线极化特性参数所造成的影响。最后,结合馈电不平衡对天线极化特性的影响,本文利用馈电平衡技术,设计了双圆极化...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１线极化波的轨迹曲线示意图??
由式（２－１２）及式（２－１３）可以得知，电场的大小不会随着时间的变化而变化，但??方向会随时间发生改变，合成电场的矢量端点在一个圆上以角速度《旋转，其轨迹??如图２．２所示。??在图２．２中，角速度似是有方向的，即式（２－１３）中所示的“土”号。若满足右??手螺旋法则，即以四指随《方向转动，拇指指向极化波的传播方向，则所传播的是??右旋极化波，反之即为左旋极化波。在图２．２所示中，当Ａ＾?＝?－ｔ：／２时，极化波的??传播方向垂直于纸面向外，为右旋极化波；当Ａ＾?＝?ｔｉ／２时，极化波的传播方向垂直??于纸面向内，为左旋极化波。??图２．２圆极化波的轨迹曲线示意图??Ｆｉｇｕｒｅ２．２?Ｔｒａｃｅ?ｃｕｒｖｅ?ｏｆ?ｃｉｒｃｌｅ?ｐｏｌａｒｉｚｅｄ?ｗａｖｅ??２．１．４椭圆极化波??通常电场分量尽和的幅度和相位都不相等，那这样就会构成椭圆极化波，??其表达式即为式（２－４）和式（２－５）。其中式（２－５）是一个一般的椭圆方程，合成的电场??的矢量端点随时间变化的轨迹为一个椭圆
?天线极化的基本理论??图２．３椭圆极化波的轨迹曲线示意图??Ｆｉｇｕｒｅ２．３?Ｔｒａｃｅ?ｃｕｒｖｅ?ｏｆ?ｅｌｌｉｐｓｅ?ｐｏｌａｒｉｚｅｄ?ｗａｖｅ??而关于圆极化波的旋向也可以根据电场在自由空间中的变化特性来进行判??断，电场总是往滞后的方向变化，以式（２－４）中电场分量尽和￡，的表达式为例，＇??分量与分量的相位差为Ａｐ，当Ａ＾＜０时，分量滞后于分量，所以极化轨迹??相对于传播方向呈现逆时针转动，故而辐射右旋极化波；当Ａｐ＞０时，尽分量滞后??于＆分量，所以极化轨迹相对于传播方向呈现顺时针转动，故而辐射左旋极化波??［９－１１］??Ｏ??２．２极化特性参数??２．２．１极化椭圆倾角??极化椭圆的倾角的定义为：极化椭圆的长轴与平行于平面的Ｘ轴之间的夹角，??用＾表示，如图２－３所示。将图２－３中的Ｘ办坐标系旋转Ｃ７度，即使极化椭圆的长??轴ａ落在旋转后坐标系对应的；ｃ＇轴上，短轴ｉ在／轴上，如图２－４所示。??＼??ｙＬ?尸（乂＾ｆｘ＇??
【参考文献】：
期刊论文
[1]全极化微波辐射计天线极化纯度的研究[J]. 邢妍,陈文新. 电子科技. 2017(01)
[2]利用线极化天线快速测量圆极化天线轴比的方法[J]. 李南京,冯引良,王建飞,党娇娇. 红外与激光工程. 2013(08)
[3]横电磁波小室校准系统产生标准电场的不确定度评定[J]. 曾嵘,沈晓丽,陈未远. 高电压技术. 2012(11)
[4]电磁波极化的应用[J]. 张建华,黄冶. 大学物理. 2012(03)
[5]圆极化天线特性参数测量方法[J]. 尚军平,傅德民,蒋帅,邓颖波. 西安电子科技大学学报. 2009(01)
[6]基于平衡馈电技术双极化天线馈电结构的设计[J]. 刘宁民,邓晖. 遥测遥控. 2008(02)
[7]水平或垂直极化雷达抗干扰能力的提高[J]. 张国毅,刘永坦. 现代雷达. 1999(05)
硕士论文
[1]小型化双频导航天线设计[D]. 朱富颖.北京交通大学 2017
[2]超宽带平衡天线及其馈电网络的设计与研究[D]. 孟雪晴.安徽大学 2017
[3]圆极化天线的研究[D]. 顾新桃.西安电子科技大学 2012
[4]抗干扰天线阵列技术研究[D]. 肖文超.西安电子科技大学 2011
本文编号：3429572
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１线极化波的轨迹曲线示意图??
由式（２－１２）及式（２－１３）可以得知，电场的大小不会随着时间的变化而变化，但??方向会随时间发生改变，合成电场的矢量端点在一个圆上以角速度《旋转，其轨迹??如图２．２所示。??在图２．２中，角速度似是有方向的，即式（２－１３）中所示的“土”号。若满足右??手螺旋法则，即以四指随《方向转动，拇指指向极化波的传播方向，则所传播的是??右旋极化波，反之即为左旋极化波。在图２．２所示中，当Ａ＾?＝?－ｔ：／２时，极化波的??传播方向垂直于纸面向外，为右旋极化波；当Ａ＾?＝?ｔｉ／２时，极化波的传播方向垂直??于纸面向内，为左旋极化波。??图２．２圆极化波的轨迹曲线示意图??Ｆｉｇｕｒｅ２．２?Ｔｒａｃｅ?ｃｕｒｖｅ?ｏｆ?ｃｉｒｃｌｅ?ｐｏｌａｒｉｚｅｄ?ｗａｖｅ??２．１．４椭圆极化波??通常电场分量尽和的幅度和相位都不相等，那这样就会构成椭圆极化波，??其表达式即为式（２－４）和式（２－５）。其中式（２－５）是一个一般的椭圆方程，合成的电场??的矢量端点随时间变化的轨迹为一个椭圆
?天线极化的基本理论??图２．３椭圆极化波的轨迹曲线示意图??Ｆｉｇｕｒｅ２．３?Ｔｒａｃｅ?ｃｕｒｖｅ?ｏｆ?ｅｌｌｉｐｓｅ?ｐｏｌａｒｉｚｅｄ?ｗａｖｅ??而关于圆极化波的旋向也可以根据电场在自由空间中的变化特性来进行判??断，电场总是往滞后的方向变化，以式（２－４）中电场分量尽和￡，的表达式为例，＇??分量与分量的相位差为Ａｐ，当Ａ＾＜０时，分量滞后于分量，所以极化轨迹??相对于传播方向呈现逆时针转动，故而辐射右旋极化波；当Ａｐ＞０时，尽分量滞后??于＆分量，所以极化轨迹相对于传播方向呈现顺时针转动，故而辐射左旋极化波??［９－１１］??Ｏ??２．２极化特性参数??２．２．１极化椭圆倾角??极化椭圆的倾角的定义为：极化椭圆的长轴与平行于平面的Ｘ轴之间的夹角，??用＾表示，如图２－３所示。将图２－３中的Ｘ办坐标系旋转Ｃ７度，即使极化椭圆的长??轴ａ落在旋转后坐标系对应的；ｃ＇轴上，短轴ｉ在／轴上，如图２－４所示。??＼??ｙＬ?尸（乂＾ｆｘ＇??
【参考文献】：
期刊论文
[1]全极化微波辐射计天线极化纯度的研究[J]. 邢妍,陈文新. 电子科技. 2017(01)
[2]利用线极化天线快速测量圆极化天线轴比的方法[J]. 李南京,冯引良,王建飞,党娇娇. 红外与激光工程. 2013(08)
[3]横电磁波小室校准系统产生标准电场的不确定度评定[J]. 曾嵘,沈晓丽,陈未远. 高电压技术. 2012(11)
[4]电磁波极化的应用[J]. 张建华,黄冶. 大学物理. 2012(03)
[5]圆极化天线特性参数测量方法[J]. 尚军平,傅德民,蒋帅,邓颖波. 西安电子科技大学学报. 2009(01)
[6]基于平衡馈电技术双极化天线馈电结构的设计[J]. 刘宁民,邓晖. 遥测遥控. 2008(02)
[7]水平或垂直极化雷达抗干扰能力的提高[J]. 张国毅,刘永坦. 现代雷达. 1999(05)
硕士论文
[1]小型化双频导航天线设计[D]. 朱富颖.北京交通大学 2017
[2]超宽带平衡天线及其馈电网络的设计与研究[D]. 孟雪晴.安徽大学 2017
[3]圆极化天线的研究[D]. 顾新桃.西安电子科技大学 2012
[4]抗干扰天线阵列技术研究[D]. 肖文超.西安电子科技大学 2011
本文编号：3429572
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