龙伯透镜天线和磁性短波天线高增益特性研究

发布时间：2020-12-07 00:33

　　天线增益是衡量一个天线系统的主要指标,增益越高抗干扰能力越强,通信距离也越远,因此,高增益天线被广泛应用在现代雷达、移动通信和卫星通信等诸多领域。天线的口径效率和辐射效率是影响天线增益的重要因素,因此,本文针对龙伯透镜天线的口径效率和磁性短波天线的辐射效率问题进行了详细的研究和分析。1、分别研究了透镜介电常数分布和馈源辐射方向图对龙伯透镜天线增益的影响。(1)基于变换光学原理以及广义龙伯透镜的聚焦特性,提出了一种具有高增益低剖面的平面广义龙伯透镜天线的设计方案。仿真结果表明:采用该方法设计的平面广义龙伯透镜天线不仅增益(18.4dB)比平面传统龙伯透镜天线增益(17.8dB)高0.6dB,而且剖面比平面传统龙伯透镜天线剖面低15%。(2)基于几何光学和口径天线理论,详细分析了馈源辐射方向图对龙伯透镜天线增益的影响,并从理论上计算出了使传统龙伯透镜天线增益最高时所需馈源的最佳辐射方向图公式。结果表明:传统龙伯透镜天线增益随着馈源半功率波束宽度的增加先增大后减小,与天线类型无关;且对于一个真实的馈源天线,当其半功率波束宽度在68°附近时,其对应的龙伯透镜天线增益最高。设计加工了几款不同类型... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．２龙伯透镜的平面波聚焦特性和折射率分布??

?第１章绪论???膠??ｎ（ｒ）?＝?ｙｊｌ－｛ｒｌ?Ｒ）２??图１．２龙伯透镜的平面波聚焦特性和折射率分布??提高透镜天线增益的方法主要有两种，一种是增大透镜的口径面积；另一种??是通过优化透镜的层厚和介电常数分布，使其通过透镜后的出射波等幅同相，从??而达到提高增益的效果。文献［１］提出了一种具有极高增益和孔径效率的梯度折??射率超材料透镜天线，主要通过在喇叭天线张口处加载超材料透镜，使通过透镜??后的出射波尽可能满足等幅同相，从而达到提高天线增益的效果，如图１．３所示。??謂；??（ａ）?（ｂ）??图１．３超材料透镜天线：⑷各部分拆卸图；（ｂ）整体图??文献［５］和［６］提供了一种多层龙伯透镜的设计准则，主要通过遗传算法优化??分层结构和介电常数分布，使其增益达到限定条件下最优，如图１．４所示。??＿麵１：??（ａ）?（ｂ）??图１．４龙伯透镜优化分层结构：（ａ）文献间；（ｂ）文献间??３??

?第１章绪论???膠??ｎ（ｒ）?＝?ｙｊｌ－｛ｒｌ?Ｒ）２??图１．２龙伯透镜的平面波聚焦特性和折射率分布??提高透镜天线增益的方法主要有两种，一种是增大透镜的口径面积；另一种??是通过优化透镜的层厚和介电常数分布，使其通过透镜后的出射波等幅同相，从??而达到提高增益的效果。文献［１］提出了一种具有极高增益和孔径效率的梯度折??射率超材料透镜天线，主要通过在喇叭天线张口处加载超材料透镜，使通过透镜??后的出射波尽可能满足等幅同相，从而达到提高天线增益的效果，如图１．３所示。??謂；??（ａ）?（ｂ）??图１．３超材料透镜天线：⑷各部分拆卸图；（ｂ）整体图??文献［５］和［６］提供了一种多层龙伯透镜的设计准则，主要通过遗传算法优化??分层结构和介电常数分布，使其增益达到限定条件下最优，如图１．４所示。??＿麵１：??（ａ）?（ｂ）??图１．４龙伯透镜优化分层结构：（ａ）文献间；（ｂ）文献间??３??


本文编号：2902285