海事卫星通信系统终端相控阵天线研究

发布时间：2017-06-10 06:08

  本文关键词：海事卫星通信系统终端相控阵天线研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：传统海事卫星通信船载终端天线由复杂的伺服稳定跟踪系统和天线辐射单元组成,价格昂贵,而且依赖进口。相控阵天线成本低,且相位变化快,可以迅速指向卫星,因此研究船载海事卫星通信终端相控阵天线具有重要意义。在辽宁省教育厅项目“宽带全球区域网移动通信终端相控阵天线的研究”(L2012171)支持下,论文对相控阵天线进行了研究与设计,完成的主要工作有：(1)将人工蜂群算法应用于相控阵天线阵元幅度和相位的激励,实现了阵列天线方向图低副瓣以及零陷。通过优化阵元激励幅度,有效降低了波束扫描后天线方向图的副瓣电平,扫描角θ=-40°时,副瓣电平降低了-9dB。(2)应用SMV1232变容二极管设计了基于左手传输线的360。模拟移相器,在0-6V电压范围内,移相度数达到360。,插入损耗小于3dB,线性度小于4.1%,整个移相器尺寸仅为15mm × 25mm。(3)设计并实现了一款四元十字缝隙耦合馈电圆极化天线阵,在圆形辐射贴片周围增加寄生贴片提高天线阵轴比带宽,加入反射板减小天线后向辐射,天线阵相对阻抗带宽达到了24.3%。设计了基于重组技术的一分四不等分功分馈电网络,功分比满足-30dB切比雪夫幅度分布1：5.4：5.4：1,各端口反射系数小于-15dB,隔离度大于18dB,输出相位差小于2。。(4)功分馈电网络、模拟移相器、天线阵通过同轴线进行组合,实现了相控阵天线。实际测试结果表明：在1.41-1.72GHz频率范围内,天线的输入电压驻波比均小于2.0,同时整个相控阵天线实现了±20。的波束扫描。
【关键词】：相控阵天线 人工蜂群算法 模拟移相器 圆极化 切比雪夫
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN828.5
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-20
• 1.1 课题研究背景与意义10-11
• 1.2 相控阵天线研究现状11-15
• 1.2.1 相控阵天线国内外研究现状11-13
• 1.2.2 应用于海事卫星通信系统的相控阵天线研究现状13-15
• 1.3 阵列天线方向图综合方法及国内外研究现状15-19
• 1.3.1 用于阵列天线方向图综合的智能优化算法国内外研究现状15-17
• 1.3.2 人工蜂群算法国内外研究现状17-19
• 1.4 研究内容及论文章节安排19-20
• 第2章 相控阵天线理论20-26
• 2.1 相控阵天线波束扫描原理20-22
• 2.2 切比雪夫天线方向图综合方法22-25
• 2.3 本章小结25-26
• 第3章 相控阵天线波束优化算法研究26-40
• 3.1 人工蜂群算法计算框架26-27
• 3.2 阵列天线方向图优化过程27-30
• 3.2.1 目标函数选取27-29
• 3.2.2 人工蜂群算法具体优化步骤29-30
• 3.3 阵列天线方向图优化结果分析30-38
• 3.4 本章小结38-40
• 第4章 左手传输线模拟移相器设计40-54
• 4.1 模拟移相器发展现状40
• 4.2 左手传输线模拟移相器原理40-43
• 4.2.1 左手材料简介40-41
• 4.2.2 左手传输线等效模型41-42
• 4.2.3 左手传输线移相单元原理42-43
• 4.3 左手传输线模拟移相器设计43-52
• 4.3.1 变容二极管选取43-45
• 4.3.2 左手传输线模拟移相器电路仿真45-50
• 4.3.3 左手传输线模拟移相器加工及测试50-52
• 4.4 本章小结52-54
• 第5章 天线阵设计及系统整体测试54-78
• 5.1 缝隙耦合馈电圆极化天线阵设计54-65
• 5.1.1 缝隙耦合馈电天线研究现状54-57
• 5.1.2 缝隙耦合馈电圆极化单元天线设计57-61
• 5.1.3 缝隙耦合馈电圆极化天线阵仿真61-64
• 5.1.4 缝隙耦合馈电圆极化天线阵实物加工64-65
• 5.2 天线阵馈电网络设计65-74
• 5.2.1 基于重组技术的不等分功分器设计65-70
• 5.2.2 一分四不等功分馈电网络设计70-74
• 5.3 天线阵总体测试74-77
• 5.4 本章小结77-78
• 第6章 总结与展望78-80
• 6.1 论文主要工作总结78-79
• 6.2 进一步研究的方向79-80
• 参考文献80-88
• 致谢88-90
• 作者简介90

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