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短波小型化软振子对数周期天线设计和实现

电子科技大学学报 2023年第6期52卷 826-829页

作者：何德军王娟武汉船舶通信研究所武汉430079 武汉中原电子集团有限公司武汉430079

针对传统短波对数周期天线尺寸大、架设困难等问题,提出了一种工作在4~30 MHz的小型化短波软振子对数周期天线。该天线采用立体三角形偶极子和平面四边形偶极子等宽带天线作为振子单元,并将结构拉线作为最长振子加载,有效扩展天线的最... 详细信息

针对传统短波对数周期天线尺寸大、架设困难等问题,提出了一种工作在4~30 MHz的小型化短波软振子对数周期天线。该天线采用立体三角形偶极子和平面四边形偶极子等宽带天线作为振子单元,并将结构拉线作为最长振子加载,有效扩展天线的最低工作频率;同时最长天线振子采用折合偶极子形式,减小了侧翼桁架对天线性能的影响。电磁计算软件FEKO仿真与样机测试表明,该天线在工作频段内具有较小的电压驻波比和稳定的方向性。

关键词：短波对数周期天线小型化宽频带

对数周期天线区域化网络控制器设计及其通信安全研究

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对数周期天线区域化网络控制器设计及其通信安全研究

作者：纪丁琳西安电子科技大学

学位级别：硕士

对数周期天线作为短波通信天线在军事侦察领域中被广泛应用,在基于该天线构成的通信侦察系统中,天线大多以固定姿态分散安装在野外地区,采用单台控制模式,没有构成网络化系统,若要转动天线指向或者维修设备,只能通过亲临现场的方式实现... 详细信息

对数周期天线作为短波通信天线在军事侦察领域中被广泛应用,在基于该天线构成的通信侦察系统中,天线大多以固定姿态分散安装在野外地区,采用单台控制模式,没有构成网络化系统,若要转动天线指向或者维修设备,只能通过亲临现场的方式实现,效率低下且存在安全隐患,这在一定程度上削弱了其军事应用价值。本文依托某特殊领域的实际项目需求,针对大功率对数周期天线通信侦察系统中天线固定姿态安装的问题,提出了对数周期天线网络化远程控制系统的解决方案,可以实现天线的网络化控制和信息化管理,并完成了系统核心组件区域化网络控制器的设计研发以及通信安全相关的研究。本文的研究内容主要包括以下几个方面:(1)针对项目需求和性能指标,运用计算机、网络通信、嵌入式和运动控制等技术完成了天线控制系统的总体方案设计,并基于总体方案完成了系统核心组件区域化网络控制器的方案设计。区域化网络控制器主要负责天线组网、天线远程控制和通信安全控制等功能,起到通信网关的作用。(2)根据区域化网络控制器的功能需求,完成了网络控制器的硬件系统设计。硬件系统核心控制器选用ARM9内核、支持嵌入式Linux的M287核心板,并完成了电源模块、网络通信模块、固件更新模块和人机交互模块等核心模块的硬件电路设计和PCB板绘制,最后完成了设备机箱设计和硬件系统搭建。(3)针对网络通信过程中潜在的信息安全问题,研究了CRC16差错控制算法和AES-128数据加密算法,并针对嵌入式设备的资源特性,对AES-128进行优化改进,提出了兼顾执行效率和安全性能的轻量级AES-128加密算法,并通过雪崩效应测试验证了优化后算法的安全性能。(4)根据区域化网络控制器的功能需求,完成了网络控制器的软件系统设计。软件系统由嵌入式Linux移植、设备驱动开发和应用层软件开发三部分组成。应用层软件开发过程中,通过运用分层有限状态机、轻量级AES-128数据加密、CRC16差错控制、Socket网络通信、环形消息队列和多线程等技术完成了网络通信转发、天线远程控制和通信安全控制等核心功能的开发。(5)搭建测试平台进行功能测试。首先在实验室内搭建测试平台,对通信系统和天线各项控制功能进行初步测试,然后在天线场地实地安装,测试各控制功能的性能指标。最终测试结果表明,本文所设计的对数周期天线网络化远程控制系统有效的实现了远程天线的网络化控制和信息化管理,研发的区域化网络控制器通信可靠、性能稳定,各项控制功能均满足性能指标,有效的承担起通信网关的功能角色,具备较高的工程应用价值。

关键词：对数周期天线网络化控制嵌入式Linux AES加密

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对数周期天线方向图的矩量法估计

清华大学学报（自然科学版） 2002年第3期42卷 421-423页

作者：何明浩胡林华唐志凯张贤达清华大学自动化系北京100084 空军雷达学院微波工程系武汉430010

在宽带二维波达方向估计系统中 ,天线阵列的方向图估计将直接影响波达方向估计的算法及精度。该文从天线辐射的积分算子方程出发 ,采用矩量法和快速多极算法(FMA) ,计算并分析了对数周期天线的方向图和阻抗矩阵 ,计算机仿真及天线外场... 详细信息

在宽带二维波达方向估计系统中 ,天线阵列的方向图估计将直接影响波达方向估计的算法及精度。该文从天线辐射的积分算子方程出发 ,采用矩量法和快速多极算法(FMA) ,计算并分析了对数周期天线的方向图和阻抗矩阵 ,计算机仿真及天线外场实测表明 :理论计算方向图与实测天线方向图数据在 E面有较好的一致性 ,而在 H面 ,仿真方向图和实测方向图数据有一些差别 ,这些差别主要由矩量法的物理模型所引起。对数周期天线方向图矩量法估计的完成 ,为宽带二维空间波达方向 (DOA)

关键词：对数周期天线方向图矩量法估计快速多极算法

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对数周期天线时域特性分析

电波科学学报 2002年第4期17卷 378-380,385页

作者：尹家贤刘克成刘继斌刘培国毛钧杰国防科技大学电子科学与工程学院湖南长沙410073

应用FDTD分析对数周期天线的时域辐射特性和馈电端反射特性 ,通过FFT得到频域辐射方向图及馈电端输入驻波比 ,计算结果和测试结果相当吻合 ,证明方法的有效性。

关键词：对数周期天线时域特性 FDTD 超宽带天线时域有限差分法

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对数周期天线特征参数对电性能的影响分析

电波科学学报 2013年第5期28卷 957-961页

作者：殷兴辉赵秋颖河海大学计算机与信息学院江苏南京210098 中国酒泉卫星发射中心甘肃兰州732750

提出了通过优化馈管间距、馈电点位置和馈管长度三个特征参数,实现对数周期天线驻波比最佳化的方法,并对四个不同频段的天线进行了理论仿真分析和实测验证.实验结果表明:当馈管间距为馈管边长的1.45倍,馈电点位置为最短振子长度与天线... 详细信息

提出了通过优化馈管间距、馈电点位置和馈管长度三个特征参数,实现对数周期天线驻波比最佳化的方法,并对四个不同频段的天线进行了理论仿真分析和实测验证.实验结果表明:当馈管间距为馈管边长的1.45倍,馈电点位置为最短振子长度与天线间隔常数乘积的2倍,馈管端部到最短振子的长度为馈电点到最短振子长度的1.15倍时,天线的驻波比达到最优状态.这些理论分析与实验结果为对数周期天线的工程应用提供了重要依据,也为最优化设计提供了一种更有效的方法.

关键词：对数周期天线特征参数分析驻波比最优化

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新型可收展对数周期天线设计

新型可收展对数周期天线设计

作者：李天乐西安电子科技大学

学位级别：硕士

对数周期天线是一种超宽带非频变天线,其阻抗、增益,方向图等电性能特性在很宽的频带内维持不变,带宽可达10:1。凭借优良的带宽特性,这种超宽带天线被广泛应用于短波、超短波和微波波段通信领域,在广播、通信、目标探测等方面得到了广... 详细信息

对数周期天线是一种超宽带非频变天线,其阻抗、增益,方向图等电性能特性在很宽的频带内维持不变,带宽可达10:1。凭借优良的带宽特性,这种超宽带天线被广泛应用于短波、超短波和微波波段通信领域,在广播、通信、目标探测等方面得到了广泛应用,但是随着天线物理尺寸的不断增大,大型可收展对数周期天线的轻量化和收纳化设计成为目前制约大型对数周期天线架设的主要难题。为了解决目前大型对数周期天线的可收纳化和轻量化问题,本文提出一种基于形状记忆合金(SMA)驱动的全新对数周期天线结构同步自收展方法。本文基于仿生学原理,将功能仿生与形态仿生相结合,利用拮抗式配置的大变形双SMA弹簧功能结构,构建了基于差异力平衡机制的收展机构构型,从而实现了超轻大型对数周期天线的自收展,使大型对数周期天线具有了自收展、大尺寸、低面密度等优势和特点。首先,基于经典力学方法与商用有限元软件,建立了双形状记忆弹簧的拮抗驱动关节的几何非线性与材料非线性耦合仿真模型。基于所构建的SMA拮抗配合分析模型,对特定往复行程变化的双SMA弹簧拮抗配合模式进行了有限元实现与模拟仿真,探究了驱动关节拮抗配合中的预紧力大小,并分析其与SMA弹簧参数之间关系,给出了SMA弹簧结构参数的优化方案。其次,在上述仿真分析的基础上,研制了SMA拮抗式关节结构的实物装置,并进行了刚度特性、电热回复特性和可控性等方面的性能测试与分析。在此基础之上,采用聚酰亚胺材料作为基板材料,开展了工作频段在30MHz～110MHz上的大型柔性对数周期天线辐射方案设计,并完成天线在工作频段内的电性能测试。最后,将SMA拮抗式关节作为可收展关节植入大型对数周期天线中,完成大型对数周期天线的收展设计,并设计合理的电路控制逻辑,实现了大型对数周期天线的有序自收展,并最终完成实验测试。本文以一个全新的角度切入柔性机构的设计与制造,改变了SMA的传统应用模式,构建了一种全新的拮抗式功能变形结构,并进行了实际工程的应用开发。打破传统的思想观念,探究了SMA材料在天线收纳领域的应用,所获得的拮抗式配置的大变形SMA功能结构,对于超轻大型自收展对数周期天线的设计开发具有变革性意义,且对于同类智能机械结构及系统的设计开发亦具有借鉴意义。

关键词：对数周期天线形状记忆合金拮抗式自收展相变

基片集成波导混合功率分配器馈电对数周期天线

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电波科学学报 2011年第3期26卷 437-442页

作者：余晨洪伟翟国华蒯振起东南大学信息科学与工程学院毫米波国家重点实验室

设计、制作并测量了基片集成波导（SIW）E面和H面（平面）混合功分器馈电的2×4印刷宽带对数周期天线阵列,并与1×4印刷宽带对数周期天线阵列进行了测试比较。实测1×4印刷对数周期天线阵列在10.5;9.5 GHz内回波损耗小于-10 dB,2×4印... 详细信息

设计、制作并测量了基片集成波导（SIW）E面和H面（平面）混合功分器馈电的2×4印刷宽带对数周期天线阵列,并与1×4印刷宽带对数周期天线阵列进行了测试比较。实测1×4印刷对数周期天线阵列在10.5;9.5 GHz内回波损耗小于-10 dB,2×4印刷对数周期天线阵列在11.2;6.7 GHz内回波损耗小于-10dB.文中给出了1×4和2×4印刷对数周天线阵列在12 GHz1、3 GHz、14 GHz、15GHz和16 GHz的实测辐射方向图和两个阵列天线带内的辐射增益。测试结果表明:2×4印刷对数周天线阵列在工作频带内辐射特性稳定,增益比1×4印刷对数周天线阵列提高1;dB.

关键词：基片集成波导功率分配器对数周期天线天线阵列

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一种小型化短波对数周期天线设计

电波科学学报 2014年第4期29卷 711-714页

作者：李东虎任晓飞李虎中国电子科技集团公司第五十四研究所河北石家庄050081 中国电波传播研究所山东青岛266107

针对短波天线小型化问题,通过分析燕尾型对数周期天线的工作原理,设计出了一种小型化短波转动对数周期天线.在小尺寸限制下,通过感性加载与L型加载集合的方式,有效地扩展了转动对数周期天线的最低工作频率.该天线可工作在3～30 MHz,而... 详细信息

针对短波天线小型化问题,通过分析燕尾型对数周期天线的工作原理,设计出了一种小型化短波转动对数周期天线.在小尺寸限制下,通过感性加载与L型加载集合的方式,有效地扩展了转动对数周期天线的最低工作频率.该天线可工作在3～30 MHz,而天线长度仅25 m.仿真与实际测试结果表明：该天线电压驻波比小于2.5,增益8 dBi,能够有效地进行2 000 km通信.

关键词：对数周期天线小型化短波

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对数周期天线的简易设计法

电子技术（上海） 1991年第11期18卷 21-25页

作者：王金荣无锡无线电二厂

对数周期天线突出的优点是其输入阻抗与辐射图形具有与频率无关的宽频带特性。从理论上讲,这种天线可以做到任意宽的频带。但是实际上,它的高频端要受到靠近馈电点的辐射元结构精度的限制,低频端受到天线末端长辐射元的限制。

关键词：对数周期天线天线设计