海事卫星通信立体相控阵天线的设计

发布时间：2017-09-06 20:14

  本文关键词：海事卫星通信立体相控阵天线的设计

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【摘要】：信息技术产业日新月异,使用通信卫星作为中继站的船舶无线电海事卫星通信系统得到了长足的发展。天线是海事卫星终端的重要组成部分,对其进行研发具有重要的意义。单元天线增益不高,为了提高天线的增益,需要对天线进行组阵。目前天线组阵的方式主要有直线阵、平面阵、共形阵。相控阵天线可以形成多个主瓣,具有同时指向不同方向的能力,因而受到了越来越多的关注。但是相控阵天线大都采用平面阵形式,存在着扫描盲区。立体相控阵天线通过合理的空间阵列布局,辅之馈电相位扫描,可以实现更大甚至全空间覆盖,因此具有较大的理论和应用价值。在辽宁省教育厅和大连市科技局的资助下,大连海事大学天线微波研究所进行了“宽带海事卫星通信终端立体相控阵天线”课题的研究,作者参与了该课题,论文正是在总结课题研究成果的基础上形成的。论文的主要工作如下：(1)设计了三款单元天线,分别是耦合器馈电的四馈电宽带圆极化微带天线、电容耦合馈电的四馈电宽带圆极化微带天线、单馈叠层宽带圆极化微带天线。对三种天线进行了实物加工和测试,实测结果与仿真具有良好的一致性。(2)设计了基于威尔金森功分器和PIN二极管开关线型移相器的天线移相馈电网络,通过控制馈电的相位实现天线阵的波束赋形。(3)提出了两种立体天线阵列。一种阵列形式为截顶正六棱锥,由13个单元天线组成,实现了上半空间-60°～60°的辐射,并且具有较高的增益；另一种阵列形式为截角二十面体,由16个单元天线组成,实现了上半空间-75°-75°的辐射。
【关键词】：微带天线 立体相控阵 波束控制网络 宽带圆极化 海事卫星通信
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN927.2;TN828.5
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 选题背景和意义10-11
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势11-17
• 1.3 本文研究内容及章节安排17-18
• 第2章 宽频带圆极化微带天线的基本理论18-28
• 2.1 微带天线辐射机理18-19
• 2.2 天线的参数19-20
• 2.2.1 天线辐射的场和功率19
• 2.2.2 天线的方向性19-20
• 2.2.3 天线的增益与效率20
• 2.3 微带天线宽带化技术20-22
• 2.4 微带天线圆极化技术22-26
• 2.5 本章小结26-28
• 第3章 馈电网络及单元天线的设计28-50
• 3.1 几种功分器的原理28-29
• 3.2 天线馈电网络的设计29-34
• 3.3 单元天线的设计34-48
• 3.3.1 小型化耦合器四馈电天线34-35
• 3.3.2 T型结功分器四馈电天线35-39
• 3.3.3 单馈电叠层圆极化天线的设计39-48
• 3.4 本章小结48-50
• 第4章 控制电路的设计50-56
• 4.1 微波开关50-52
• 4.1.1 PIN二极管的基本理论50
• 4.1.2 PIN二极管的工作原理与等效电路50-52
• 4.1.3 PIN二极管开关的指标52
• 4.2 立体相控阵天线控制电路的设计52-54
• 4.3 本章小结54-56
• 第5章 立体相控阵天线的设计与实现56-66
• 5.1 截顶椎体天线阵的设计56-61
• 5.2 阿基米德截角二十面体天线阵的设计61-64
• 5.3 本章小结64-66
• 第6章 总结与展望66-68
• 6.1 本文的主要工作总结66
• 6.2 未来工作的展望66-68
• 参考文献68-72
• 攻读学位期间公开发表论文、专利及奖励72-74
• 致谢74-76
• 作者简介76

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 张光义;;共形相控阵天线的应用与关键技术[J];中国电子科学研究院学报;2010年04期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 蒙燕强;基于PIN管的微波宽带开关阵研究[D];电子科技大学;2009年

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本文编号：805207