宽带非均匀垂直接地八木天线

发布时间：2017-08-07 05:06

  本文关键词：宽带非均匀垂直接地八木天线

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【摘要】：八木天线自上世纪二十年代诞生以来,由于其制作简单,以及良好的方向性获得了大量的关注,吸引了无数国内外学者的研究。至今八木天线的研究已经趋于成熟,在测向,通信,雷达等各个方面都得到了广泛的应用。目前常用的八木天线有传统的金属杆式八木天线与在印制板上制作的准八木天线两种。在印制板上制作的准八木天线目前非常流行,这种八木天线形式最多应用最广。然而根据科研的需要,本文采取了金属杆式垂直接地八木天线。本文主要研究了宽带S波段以及P波段在有限大地面上垂直接地的八木天线。在2.4m?6m?0.1m的有限口径内,重点对P波段八木天线组成面阵的端射特性以及低剖面做了深入研究。论文研究内容包括以下几个方面:(1)一种S波段有限地面上的垂直接地八木天线的研究。采用Ansoft HFSS基于全波分析的高频仿真软件进行仿真与优化,单元天线驻波在2GHz~5.2GHz频带范围内小于2。天线在2GHz~4GHz频带内端射特性明显,方向图不发生畸变。(2)S波段垂直接地八木天线的加工。采用SolidWorks机械工程软件绘制了天线的工程图并完成实物加工。用矢量网络分析仪测试了天线的驻波,在微波暗室中对天线的远场进行测试,测试结果与仿真结果吻合良好。(3)一种P波段有限地面上的垂直接地八木天线的研究。采用Ansoft HFSS仿真软件建模并仿真优化,单元天线在320MHz~520MHz频带范围内驻波小于2。将单元天线并排排列组成线阵,研究其方向图特性,各端口有源驻波在频带范围内小于2。(4)P波段垂直接地八木天线阵的端射特性与低剖面的研究。将P波段垂直接地八木天线剖面降低到100mm,在端射方向组成线阵通过对各端口相位控制使其波束指向偏向端射方向,且在端射方向取得最大增益。在2.4m?6m?0.1m有限口径内,将线阵并排排列组成面阵,总增益达到20dBi,端射方向(??90?面)取得最大增益,且端射方向增益相对于总增益的下降小于3dB;面阵在水平方向可以做±15°有限扫描,各端口驻波有源驻波小于3。
【关键词】：八木天线 宽带 垂直接地 低剖面 端射阵
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN823.17
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 引言10
• 1.2 研究背景与意义10-12
• 1.3 国内外研究现状12
• 1.4 技术指标12-13
• 1.5 主要工作与章节安排13-14
• 第二章 八木天线及天线阵的基本理论14-24
• 2.1 天线设计的重要技术指标14-15
• 2.2 八木天线理论与设计15-19
• 2.2.1 八木天线理论15-17
• 2.2.2 垂直接地的八木天线17-18
• 2.2.3 八木天线增益的优化设计18-19
• 2.3 阵列天线理论19-23
• 2.3.1 端射阵天线19-20
• 2.3.2 强方向性端射阵20-21
• 2.3.3 相控扫描理论21-23
• 2.3.4 阵列中的互耦23
• 2.4 本章小结23-24
• 第三章 S波段宽带非均匀垂直接地八木天线的设计24-33
• 3.1 常规的垂直接地八木天线24-26
• 3.2 S波段宽带非均匀垂直接地八木天线的设计26-31
• 3.2.1 扩展阻抗带宽的方法26-27
• 3.2.2 扩展方向图带宽的方法27-28
• 3.2.3 宽带非均匀垂直接地八木天线的建模与仿真28-29
• 3.2.4 单元天线的仿真结果29-31
• 3.3 本章小结31-33
• 第四章 S波段宽带垂直接地八木天线的加工与实测33-38
• 4.1 加工与实测的准备工作33-34
• 4.2 天线实物以及测试结果34-37
• 4.3 小结37-38
• 第五章 P波段宽带单极八木天线及其阵列的研究与设计38-72
• 5.1 P波段宽带单极八木天线的研究38-46
• 5.1.1 单元天线的建模与仿真38-39
• 5.1.2 单元天线的仿真结果39-40
• 5.1.3 单元天线并排排列成线阵的建模与仿真40-44
• 5.1.4 在水平面内做有限扫描的仿真与结果44-46
• 5.2 P波段宽带单极八木天线低剖面的研究46-50
• 5.2.1 天线加顶的原理46-48
• 5.2.2 单元天线降低剖面的建模与仿真48-49
• 5.2.3 降低剖面的单元天线仿真结果49-50
• 5.3 有限大地面上端射阵波束指向与增益的研究50-61
• 5.3.1 地面上单极天线的波束指向50-51
• 5.3.2 单极八木天线在端射方向排列时波束指向与增益的研究51-53
• 5.3.3 端射方向排列线阵的建模与仿真结果53-58
• 5.3.4 端射方向线阵方向图的分析58-61
• 5.4 端射面阵的设计与仿真结果61-70
• 5.4.1 不扫描时端射面阵的建模与仿真61-67
• 5.4.2 阵列做有限扫描时端射面阵的仿真结果67-70
• 5.5 本章小结70-72
• 第六章 总结与展望72-73
• 致谢73-74
• 参考文献74-76
• 攻硕期间取得的研究成果76-77

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本文编号：632915