串馈圆极化天线研究

发布时间：2017-09-17 07:36

  本文关键词：串馈圆极化天线研究

  更多相关文章： 圆极化天线 圆极化阵列 GPS 串行馈电 四臂螺旋天线 缝隙天线

【摘要】：天线在整个通信系统中扮演着重要角色,圆极化天线以其众多优势被广泛地应用于各种卫星通信和导航系统中。随着卫星系统的发展,研制低成本、易加工、高性能的圆极化天线是天线领域的一个重要研究方向。论文主要围绕串馈圆极化天线展开,设计和研究了一款工作在GPS L1波段的多臂缝隙螺旋天线。首先,分析了N元环形阵列辐射圆极化波的原理。将环形阵列单元的任意辐射场分解为左旋圆极化和右旋圆极化波。通过对其辐射场的叠加分析发现:对于沿z轴一圈均匀分布的N元阵列,当各阵元以幅度相等,相邻阵元依次相差2?/N相位差馈电时,阵列就可以实现圆极化辐射;实际操作中对于频率较高的情况,若使用微带线串馈馈电,阵元数目较多时,微带线长度应设置为m倍波导波长,此时对阵元数目N有以下要求:N可以等于m-1的因数但不等m+1的因数,满足此条件,就可以实现圆极化辐射。其次,在上述理论分析基础上,设计和研究了一款多臂缝隙螺旋天线。该天线具有与四臂螺旋天线类似的辐射方向图,但是馈电结构更简单,并且可以很方便地装配四条以上的辐射臂。六条缝隙辐射臂沿圆周排列,采用末端接有匹配电阻的微带线串行馈电,并通过扇形结构调节耦合能量大小,使各臂耦合能量相当,相位依次相差60°,实现了良好的圆极化辐射。天线结构简单易加工,经测试,在GPS L1频段,驻波带宽为9.23%,在1.553-1.604GHz的范围内天线最大辐射方向轴比小于3-dB,其轴比带宽为3.2%,天线最大增益为4.77dBic。
【关键词】：圆极化天线 圆极化阵列 GPS 串行馈电 四臂螺旋天线 缝隙天线
【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】：TN821.1
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 符号对照表10-11
• 缩略语对照表11-14
• 第一章 绪论14-20
• 1.1 研究背景及意义14-15
• 1.2 国内外研究现状15-18
• 1.3 主要工作和内容安排18-20
• 第二章 圆极化相关基本理论20-32
• 2.1 圆极化基础理论20-21
• 2.2 四臂螺旋天线和印刷四臂螺旋天线21-31
• 2.2.1 四臂螺旋天线基本结构21-22
• 2.2.2 四臂螺旋天线辐射原理22-27
• 2.2.3 印刷四臂螺旋天线27
• 2.2.4 四臂螺旋天线馈电网络27-29
• 2.2.5 四臂螺旋天线的研究现状29-31
• 2.3 本章小结31-32
• 第三章 串馈圆极化原理32-50
• 3.1 宽带圆极化技术32-33
• 3.2 现有串馈圆极化技术33-38
• 3.2.1 1×2 圆极化阵列34-35
• 3.2.2 2×2 圆极化阵列35-38
• 3.3 N元圆极化阵列分析38-46
• 3.3.1 椭圆极化分解38-39
• 3.3.2 4元圆极化阵列分析39-41
• 3.3.3 N元圆极化阵列分析41-46
• 3.4 仿真说明46-48
• 3.5 本章小结48-50
• 第四章 多臂缝隙螺旋天线的研究与设计50-66
• 4.1 槽线传输线和缝隙天线50-53
• 4.1.1 槽线传输线50-53
• 4.1.2 缝隙天线53
• 4.2 串行馈电结构53-56
• 4.3 多臂缝隙螺旋天线的设计和结构56-57
• 4.4 天线结构及参数讨论57-60
• 4.4.1 末端匹配电阻57-59
• 4.4.2 馈电网络隔离缝隙59-60
• 4.4.3 辐射臂缝隙长度60
• 4.4.4 串馈微带线60
• 4.5 天线仿真结果和测试结果60-64
• 4.5.1 天线仿真结果60-62
• 4.5.2 天线测试结果62-64
• 4.6 本章小结64-66
• 第五章 总结与展望66-68
• 参考文献68-72
• 致谢72-74
• 作者简介74-75

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