基于超传输的新型频率扫描和多波束天线

发布时间：2017-06-18 08:56

  本文关键词：基于超传输的新型频率扫描和多波束天线，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着电子通信和空间科学类技术的快速发展,频率扫描天线和多波束天线逐渐在无线电通信、雷达探测、卫星追迹等军事及商业领域发挥至关重要的作用。其中,频率扫描天线可以有效克服机械扫描天线的缺陷,快速且灵活地控制波束辐射方向,实现定向测量和校准。多波束天线则通过辐射多束电磁波,赋予雷达系统多方位跟踪和多地域探测目标的能力。由于超传输特性能够使电磁波摆脱传统传输结构的限制,使其完全通过狭小缝隙,在辐射元件,光电子等领域受到国际学者日益广泛的关注。因此结合前沿的超传输技术,研究和设计新型频率扫描和多波束天线具有非常重要的意义,是一项具有研究价值的课题。本文的具体工作分为如下几个方面:1.探究了传统频率扫描和多波束天线的实现方式,重点对阵列法实现天线的主瓣波束方向随频率扫描和加载透镜法,反射面法及阵列法实现天线的多波束的原理进行简要分析与归纳,并利用仿真实现对传统频率扫描天线和多波束天线的模拟。2.研究了超传输的相关背景及实现形式,介绍了周期性缝隙阵的超传输特性并搭建对应的等效电路模型进行验证;提出开口谐振环结构,验证了巴比涅原理在互补屏的带通和带阻互补传输特性;将开口谐振环放于小孔前,展示电磁波在谐振频点能够超传输通过小孔,并探究谐振结构参数的改变对谐振频点偏移的影响。3.基于超传输理论,分别设计了新型频率扫描和多波束天线;全波仿真结果显示,该频扫天线扫描角较宽,能在9 GHz,10 GHz和11 GHz三个频点分别辐射与Z轴夹角为-60度,0度和30度的电磁波束;新型多波束天线则分波性能良好,主瓣方向与Z轴夹角分别为-60度和60度,还进行了不同形状辐射区对分波性能影响的讨论;最后,得出本文的新型频扫和多波束天线体积小,重量轻及性能优良,在卫星,飞机,导弹等对尺寸和载重严格限制的场合将有巨大的发挥前景的结论。
【关键词】：超传输 开口谐振环 频率扫描天线 多波束天线
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN820
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符号对照表11-13
• 缩略语对照表13-16
• 第一章 绪论16-20
• 1.1 研究背景及研究意义16
• 1.2 国内外发展状况16-18
• 1.3 本文工作安排18-20
• 第二章 频率扫描和多波束天线基本原理20-36
• 2.1 引言20
• 2.2 天线基本指标阐述20-24
• 2.2.1 输入阻抗和驻波系数20-21
• 2.2.2 天线的带宽21-22
• 2.2.3 天线的极化22-23
• 2.2.4 天线方向图和增益23-24
• 2.3 频率扫描天线技术24-29
• 2.3.1 基本天线阵列理论24-26
• 2.3.2 频率扫描天线原理及仿真26-29
• 2.4 多波束天线技术29-36
• 2.4.1 加载透镜法实现多波束29-32
• 2.4.2 加载反射面实现多波束32-34
• 2.4.3 阵列法实现多波束34-36
• 第三章 超传输理论与基本结构研究36-50
• 3.1 引言36
• 3.2 周期性缝隙超传输结构及等效电路理论介绍36-39
• 3.3 非周期性谐振环的电小孔超传输特性39-49
• 3.3.1 巴比涅原理40-43
• 3.3.2 金属双开口圆环及其互补结构谐振特性43-45
• 3.3.3 电小孔超传输特性研究45-49
• 3.4 本章小结49-50
• 第四章 基于超传输的新型天线设计50-62
• 4.1 引言50
• 4.2 新型频率扫描天线设计50-56
• 4.2.1 新型频率扫描天线结构设计50-52
• 4.2.2 新型频率扫描天线仿真52-55
• 4.2.3 新型频率扫描天线小结55-56
• 4.3 新型多波束天线设计56-62
• 4.3.1 新型多波束天线结构56-57
• 4.3.2 新型多波束天线仿真57-60
• 4.3.3 新型多波束天线小结60-62
• 第五章 总结与展望62-64
• 参考文献64-68
• 致谢68-70
• 作者简介70-72

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 尹继凯;发射数字多波束天线技术研究[J];无线电工程;2005年05期

2 周宇昌;国外通信卫星有源相控阵天线及发展[J];空间电子技术;1999年02期

3 葛悦禾;频扫低副瓣波导窄边缝隙平面阵列天线的研究[J];雷达与对抗;1997年02期

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本文编号：458587