用于海洋盐度探测的双极化天线阵列的设计

发布时间：2017-07-06 16:05

  本文关键词：用于海洋盐度探测的双极化天线阵列的设计

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【摘要】：近年来,随着无线通信系统在各领域的广泛应用,各种信息技术也在迅猛的发展。天线作为无线通信系统关键部件,其性能的好坏严重影响着整个通信系统的质量。因此对天线的设计提出了更高的需求,逐渐向着超宽带、小型化、多极化方向发展。双极化天线因具有极化分集、频率复用与收发一体化等众多优点成为了现在研究热点之一。本文针对海洋盐度探测卫星的发展需要,设计了一种双极化天线阵列,并结合项目需求对天线阵列进行了仿真优化。本文主要做了以下几个方面的工作:1、根据项目技术指标研究设计了两种双线极化天线单元。第一种天线单元采用H形缝隙耦合的微带天线形式,天线利用添加寄生贴片的方式有效地展宽了工作带宽,并利用高频电磁仿真软件Ansoft HFSS进行了仿真计算,在带宽范围内天线端口隔离度高于50dB,交叉极化电平均在-25dB以下,满足技术指标要求;第二种天线单元采用杯形空气微带天线的结构,天线辐射贴片通过采用Wilkinson等幅反相一分二馈电网络进行馈电,有效地抑制了交叉极化电平。经过仿真计算,天线的端口隔离可达48.5dB以上。同时对天线单元进行加工实测,天线测试结果与仿真结果具有良好的一致性。2、考虑到基板介质特性随温度、湿度等因素变化敏感,对天线性能有一定的影响,因而选取空气微带天线单元作为阵列天线的辐射阵元,对双极化直臂天线阵列进行仿真优化。重点研究了加载星体对阵元方向图的影响。并依据计算结果采取加脊的措施对天线进行优化,达到技术指标的要求。3、对所设计的天线直臂双极化天线阵列进行实物加工与测试,实测结果与仿真结果吻合良好,验证了设计的正确性。最后,对全文进行了总结,指出了文章中存在的不足和需要改进的地方,明确了下一步的工作方向。
【关键词】：微带天线 双极化 缝隙耦合 隔离度 交叉极化
【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】：TN820.15
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符号对照表11-12
• 缩略语对照表12-15
• 第一章 绪论15-21
• 1.1 引言15
• 1.2 国内外研究现状15-19
• 1.3 论文的主要工作与内容安排19-21
• 第二章 双极化微带天线的基本概念与理论21-37
• 2.1 引言21
• 2.2 微带天线概述21-26
• 2.2.1 微带天线的分类21
• 2.2.2 微带天线的馈电方式21-22
• 2.2.3 微带天线的辐射机理22-24
• 2.2.4 微带天线的性能参数24-26
• 2.3 天线极化的基本理论26-29
• 2.3.1 天线的极化26-27
• 2.3.2 极化的分类27-29
• 2.3.3 主极化与交叉极化29
• 2.4 双极化天线的研究29-35
• 2.4.1 双极化贴片天线的分析方法29-32
• 2.4.2 缝隙耦合天线的分析方法32-35
• 2.4.3 双极化天线特征及其运用35
• 2.5 本章小结35-37
• 第三章 缝隙耦合双极化天线的研究与设计37-47
• 3.1 引言37-38
• 3.2 缝隙耦合双极化天线的仿真设计38-46
• 3.2.1 天线设计38-40
• 3.2.2 天线性能的分析40-46
• 3.3 本章小结46-47
• 第四章 空气微带双极化天线的设计47-63
• 4.1 天线的设计要求47
• 4.2 双极化天线单元的设计47-57
• 4.2.1 双极化天线单元的设计47-52
• 4.2.2 馈电网络的设计52-57
• 4.3 双极化天线整体的仿真与实测57-62
• 4.3.1 天线单元的仿真57-60
• 4.3.2 天线的实测60-62
• 4.4 本章小结62-63
• 第五章 双极化天线阵列的仿真设计及优化63-75
• 5.1 引言63
• 5.2 天线阵列的仿真设计63-69
• 5.2.1 理想状态下天线直臂阵列的仿真计算63-66
• 5.2.2 加载星体后天线阵列的仿真计算与优化66-69
• 5.3 天线阵列的加工与实测69-73
• 5.4 本章小结73-75
• 第六章 总结与展望75-77
• 参考文献77-81
• 致谢81-83
• 作者简介83-84

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本文编号：526849