超宽带双脊喇叭天线的设计方法

发布时间：2017-05-28 09:07

  本文关键词：超宽带双脊喇叭天线的设计方法，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：双脊喇叭天线不仅具备超宽带特性,还具有体积小、增益大和口径效率高等优点,因而被广泛应用于电磁兼容测试和反射面的馈电等领域。本文概述了超宽带双脊喇叭天线的发展,采用仿真的手段对超宽带双脊喇叭的设计展开了研究。论文的主要研究工作有:首先,采用模式匹配法分析并计算了双脊波导的主模工作带宽。详细介绍了双脊喇叭天线的一般设计方法,将双脊喇叭的设计简化为三部分:同轴与脊波导变换部分,脊波导与喇叭过渡部分以及喇叭部分。具体设计了一副工作在1~10GHz的双脊喇叭,并给出了仿真与分析。其次,为解决超宽带双脊喇叭天线高频处方向图分裂的问题,尝试在喇叭的口径处加入介质透镜。分别设计了双曲面透镜和椭球面透镜。仿真分析结果表明,加载介质透镜的双脊喇叭天线增益升高,方向图带宽提升至1~12GHz。最后,详细介绍了HFSS-MATLAB-API工具箱的基本原理和使用方法。结合HFSS-MATLAB-API和遗传算法对超宽带双脊喇叭天线进行了优化设计。该双脊喇叭采用了新的脊曲线,设计了新的适应度函数。优化结果表明,该双脊喇叭在满足超宽带特性的基础上,具有近似一致的E面方向图波瓣宽度。
【关键词】：超宽带 双脊喇叭 介质透镜 遗传算法
【学位授予单位】：中国舰船研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN820
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 研究背景与意义9
• 1.2 研究现状与发展9-12
• 1.3 本文主要内容与结构安排12-14
• 第二章 基本理论概述14-23
• 2.1 引言14
• 2.2 超宽带天线的性能参数14-17
• 2.2.1 方向图函数及方向图15
• 2.2.2 增益系数15-16
• 2.2.3 电压驻波比16
• 2.2.4 带宽16-17
• 2.3 电磁仿真软件介绍17-18
• 2.3.1 基于有限元法的HFSS简介17-18
• 2.3.2 基于时域有限积分法的CST MICROWAVE STUDIO简介18
• 2.4 遗传算法18-22
• 2.4.1 遗传算法的运算过程19-21
• 2.4.2 遗传算法在超宽带天线设计中的应用21-22
• 2.5 本章小结22-23
• 第三章 超宽带双脊喇叭天线的研究与设计23-44
• 3.1 引言23
• 3.2 角锥喇叭天线的介绍23-28
• 3.2.1 角锥喇叭的.径场24-27
• 3.2.2 角锥喇叭的远区场27-28
• 3.3 双脊波导的模式匹配法分析28-33
• 3.3.1 模式匹配法的数学基础28-30
• 3.3.2 公式推导30-32
• 3.3.3 数值计算32-33
• 3.4 1～10GHz双脊喇叭天线的设计与仿真33-43
• 3.4.1 双脊喇叭天线的设计33-36
• 3.4.2 双脊喇叭天线的仿真36-43
• 3.5 本章小结43-44
• 第四章 加载介质透镜的双脊喇叭天线的设计44-60
• 4.1 引言44
• 4.2 透镜天线的基本原理44-50
• 4.2.1 几何光学的基本原理44-46
• 4.2.2 双曲面透镜和椭球面透镜46-50
• 4.2.3 介质材料对透镜性能的影响50
• 4.3 双曲面透镜的加载实验50-54
• 4.4 椭球面透镜的加载实验54-58
• 4.5 本章小结58-60
• 第五章 基于HFSS-MATLAB-API的双脊喇叭GA优化设计60-71
• 5.1 引言60
• 5.2 HFSS在超宽带天线优化设计中的局限性60-61
• 5.3 HFSS-MATLAB-API介绍61-63
• 5.3.1 脚本函数61-62
• 5.3.2 脚本控制62-63
• 5.4 双脊喇叭的遗传算法 (GA)优化设计63-69
• 5.4.1 基于HFSS-MATLAB-API和GA的优化方案63-65
• 5.4.2 优化目标65-67
• 5.4.3 优化结果67-69
• 5.5 本章小结69-71
• 第六章 总结71-73
• 致谢73-74
• 参考文献74-78
• 攻读硕士期间发表的论文78

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 汤一铭;赵建中;吴文;;毫米波四脊方波导的研究[J];微波学报;2006年S1期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 陈彪;超宽带加脊喇叭天线的设计与研究[D];华东师范大学;2011年

  本文关键词：超宽带双脊喇叭天线的设计方法，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：402314