宽频带圆极化微带天线及弹载小型化圆极化天线研究

发布时间：2020-03-28 04:49

【摘要】：论文结合科研项目进行选题研究,研究了宽频带圆极化微带天线和弹载小型化圆极化天线的设计方法。论文研究内容可概述为:首先说明了文中所用到相关概念,讨论了国内外研究现状及存在问题,阐述了宽频带圆极化微带天线和弹载小型化圆极化天线研究的选题背景及意义;论述了文中所用到的相关基础理论与方法。其次对宽频带圆极化微带天线和弹载小型化圆极化天线进行了研究,具体研究工作为1、宽频带圆极化微带天线设计(1)依据宽频带圆极化微带天线指标要求,分析了指标实现的技术难点,即宽频带、圆极化的实现,提出了解决上述两个技术难点的技术途径;确定了宽频带圆极化微带天线的设计方案。(2)根据设计方案,采用Ansys HFSS仿真软件对宽频带圆极化微带天线进行了仿真设计,仿真结果为VSWR2.0的阻抗带宽为20.3%、3dB轴比带宽为14.6%、6dB轴比带宽为20.0%,主极化峰值增益为7.5dBic,频带内增益最大落差为1.5dB。仿真结果表明天线的电参数满足设计指标要求,说明了设计方案合理可行。(3)在仿真设计达到指标要求的情况下,研制了宽频带圆极化微带天线样机。样机测试结果与设计结果吻合良好,验证了设计方法的有效性,同时也表明所研制的工程样机满足工程应用需求。(4)对宽频带圆极化微带天线进行进一步展宽带宽的研究,确定了缝隙加载宽频带圆极化天线的设计方案,仿真结果为VSWR2.0的阻抗带宽为75.2%、3dB轴比带宽为23.1%、6dB轴比带宽为60.1%,主极化峰值增益为2.7dBic。仿真结果表明缝隙加载宽频带圆极化天线相对于宽频带圆极化微带天线,实现了更大的阻抗带宽和轴比带宽,天线的电尺寸也缩小了42%。2、弹载小型化圆极化天线研制(1)依据弹载小型化圆极化天线指标要求,分析了指标实现的技术难点,即是小型化、圆极化的实现,提出了解决上述两个技术难点的技术途径;确定了弹载小型化圆极化天线的设计方案。(2)根据设计方案,采用HFSS仿真软件对弹载小型化圆极化天线进行了仿真设计。该天线实现了0.098λ_0×0.063λ_0×0.036λ_0的小型化尺寸。仿真结果表明该天线实现了L波段内20MHz的绝对带宽以及-3.8dBic的主极化峰值增益。仿真结果表明天线的电参数满足设计指标要求,说明了设计方案合理可行。(3)在仿真设计达到指标要求的情况下,研制了弹载小型化圆极化天线工程样机。除主极化增益测试结果比仿真结果小2.0dB外,样机测试结果与设计结果吻合良好,同时样机测试结果基本满足设计指标要求,表明所研制的工程样机满足工程应用需求。论文最后指出了还需要进一步开展的研究工作。
【图文】：

微带阵,顺序,阵列

顺序旋转馈电结构及微带阵列结构

圆极化微带天线,超宽频带

图 1.3 超宽频带圆极化微带天线结构多年来，众多微波射频相关领域学者对宽频带圆极化微带天线进行了深入研年的相关文献有：文献[7]利用开槽的天线形式明显展宽天线的3dB轴比带宽（比带宽）；文献[8]设计的应用顺序旋转馈电技术（其结构如图 1.1 所示）实
【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】：2019
【分类号】：TN822

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