發(fā)布時間：2020-11-20 15:18

　　 由于微帶陣列天線具有高增益、形式靈活、波束形狀可控且易于與介質表面共形的優(yōu)點而備受關注,已在射頻識別和電子對抗等領域有了廣泛的應用。本文研究了用于軍事領域的共形陣列天線,設計了適用于手榴彈和導彈彈頭的共形天線。論文的主要工作如下:設計了一種與柱體表面共形的寬頻帶天線。該天線刻蝕在兩層介質板上,內外層介質的相對介電常數(shù)分別是2.2和6.15,厚度分別是0.7874 mm和0.762 mm。內層介質內表面為接地板,兩層介質之間為饋電網(wǎng)絡,外層介質的外部附著貼片陣列,每組貼片包括兩個大小相同的矩形貼片,上部的貼片用來展寬頻帶。該天線通過添加寄生貼片,以及耦合偏心饋電展寬了工作帶寬。結果表明:優(yōu)化后天線的工作頻段為2.3-2.58 GHz(11.67%),最大增益為4.816 dBi,在θ=60°處為全向輻射。所設計的天線具有寬頻帶、增益高、結構簡單成本低的優(yōu)點,可用于手榴彈共形等軍事領域。設計了一種寬波束錐體共形天線。該天線刻蝕在厚度是0.254 mm的羅杰斯4350介質板上,介質的相對介電常數(shù)是3.48。介質背面為金屬地板,正面為饋電網(wǎng)絡和貼片陣列。將該天線共形在錐體表面,錐體上口徑是2 mm,下口徑是76 mm、高是100 mm。輻射單元由5×4的矩形貼片構成,每個貼片完全相同。該天線通過在饋電網(wǎng)絡上采用對稱移相器結構來改變波束形狀,展寬波束寬度,結果表明:天線的工作頻段是23.8-25 GHz,3 dB半功率波束寬度是56°,最高增益是9.8 dBi,具有剖面低、增益高、造價低廉、結構簡單和輻射范圍廣的優(yōu)點,可用于導彈尖端的無線通信系統(tǒng)或能量采集裝置。
【學位單位】：山西大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TN820
【部分圖文】：

1.2 國內外研究現(xiàn)狀1.2.1 線形陣列天線陣列天線是一種由多個天線單元排列組合，采用合適的激勵以得到特定輻射特性的天線類型。常見的組陣方式有直線陣列、梳形陣、城墻線陣、蛇形線陣和對數(shù)周期微帶陣等，通常使用串饋或并饋的方式進行饋電。文獻[3]提出的是如圖 1.1 所示的基于超表面材料的 4 元線陣。此天線工作頻段為2.35-2.55 GHz 處，組陣后增益最大值是 6 dBi，可全向輻射水平極化波。每個陣元由帶有間隔的金屬環(huán)構成，金屬環(huán)之間的相移為 0°，從而產(chǎn)生水平極化的全向輻射波。如圖 1.2 所示，文獻[4]中設計了一種 4 元直線陣，可輻射全向水平極化波。傳輸線采用磁導率為負值的材料(MNG-TL)，使用零階諧振器對電抗負載進行激勵。由于該天線的波長無窮大，所以電流沿環(huán)狀貼片流動時保持相位不變，故能在 2.4 GHz 處產(chǎn)生水平極化的全向輻射。

帶有間隔的金屬環(huán)構成，金屬環(huán)之間的相移為 0°，從而產(chǎn)生水平極化的全向輻射波。如圖 1.2 所示，文獻[4]中設計了一種 4 元直線陣，可輻射全向水平極化波。傳輸線采用磁導率為負值的材料(MNG-TL)，使用零階諧振器對電抗負載進行激勵。由于該天線的波長無窮大，所以電流沿環(huán)狀貼片流動時保持相位不變，故能在 2.4 GHz 處產(chǎn)生水平極化的全向輻射。圖 1.1 超表面材料的 4 元環(huán)形線陣[3]

第一章 緒論波，當改變零相位轉換器的方向時，可以選擇性輻射左旋圓極化波或右旋圓極化波。該天線的工作頻段為 900-935 MHz。文獻[6]設計了如圖 1.4 所示的工作于雙頻段的小型化陣列天線，其工作頻率是 2.4 GHz (WLAN 頻段)和 3.5 GHz (WiMAX 頻段)，在這兩個頻段內均可實現(xiàn)全向輻射。天線的 3 個陣元呈線性排列，原文在分析時考慮到了貼片之間的相互影響，并給出了天線的等效電路，其中，低頻諧振點由接地板上的縫隙提供，短路過孔則保證了高頻諧振點。文獻[7]提出了一種被移動通信系統(tǒng)所通用的，可用于移動電話基站的陣列天線，其結構由圖 1.5 給出。該天線單元工作于 2.1 GHz 處，可以實現(xiàn)全向輻射，E 面半功率波束角為 24°。設計中采用的輻射單元是帶有側翼的開槽天線，因此可以明顯提高增益，最大增益為 9 dBi[8]。
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本文編號：2891608