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C波段一维有源相控阵天线设计

C波段一维有源相控阵天线设计

作者：雍爱平电子科技大学

学位级别：硕士

本文主要根据有源相控阵的基本原理,对平面阵结构进行理论分析和设计,最终完成线阵的总体仿真设计及测试,测试结果满足技术指标要求。对于低副瓣天线的研制具有一定的指导意义。首先,论文介绍了有源相控阵天线的基本原理,其中包括一维... 详细信息

本文主要根据有源相控阵的基本原理,对平面阵结构进行理论分析和设计,最终完成线阵的总体仿真设计及测试,测试结果满足技术指标要求。对于低副瓣天线的研制具有一定的指导意义。首先,论文介绍了有源相控阵天线的基本原理,其中包括一维有源相控阵技术及相扫原理,可实现低副瓣天线的三种方法。其次,对考虑反射板的矩形网格矩形边界的平面阵进行分析,得到了阵列的远区辐射场表示,并给出了数值计算方向性系数的方法。根据技术指标要求,确定平面阵口径分布,行馈采用泰勒分布,列馈发射时采用均匀分布,接收时采用泰勒分布,运用经典理论综合出平面阵的单元数、单元间距、口径幅度和相位分布。根据方位和俯仰副瓣电平的要求,在行和列单元数、单元间距不变的情况下,对幅度和相位分布进行误差分析,以便指导行馈功分器网络的设计,并给出控制列馈分布的T/R组件的幅度和相位的设置精度。然后,在综合考虑天线辐射单元的特性和便于与功分馈电网络一体化设计的要求下,从几种不同的振子单元形式中选取了合适的振子形式。功分馈电网络采用帯状线结构，由Wilkinson功分器级联而成。使用HFSS软件对单元振子和功分馈电网络分别进行仿真,然后连接起来并进行一体化线阵总体仿真优化,在获得较满意的仿真结果的情况下,导出Autocad图纸进行加工。最后,经过测试和调试,线阵两输入口驻波系数均在1.4以下,方位面副瓣电平≤?30dB,增益17 dB,满足指标要求。同时,对线阵、平面阵分别进行互耦分析并进行互耦补偿,为下一步组阵做好充分的准备。

关键词：平面阵线阵低副瓣功分馈电网络互耦

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W波段宽带SIW缝隙阵列天线设计

W波段宽带SIW缝隙阵列天线设计

作者：章广林电子科技大学

学位级别：硕士

随着学者们在通信技术领域研究的不断深入,通信系统功能越来越智能化,其体积越来越小,集成度越来越高。同时更高频率的系统被广泛地开发及使用,传统的微带平面波导在高频领域由于传输特性差等因素难以满足系统的要求,而传输性能好、功... 详细信息

随着学者们在通信技术领域研究的不断深入,通信系统功能越来越智能化,其体积越来越小,集成度越来越高。同时更高频率的系统被广泛地开发及使用,传统的微带平面波导在高频领域由于传输特性差等因素难以满足系统的要求,而传输性能好、功率容量高的金属波导由于其体积及集成度低等因素无法被现代化通信系统接受。为了满足通信系统导波的需求,学者们致力于开发新型的导波使其兼具微带和波导的优点,可以在高频率的系统中广泛使用。本文介绍了2000年左右开发的新型平面导波结构,该结构在传输特性上类似于传统波导,但可以采用PCB工艺进行加工,同时解决了金属波导加工难度大,无法集成和微带线辐射严重和传输性能差等缺点,成为近些年研究的热点内容。各种基于基片集成波导的无源器件被设计出来并投入使用。本文首先介绍了基片集成波导的结构参数,并从理论和仿真两个方面分析其结构参数对传输特性的影响。根据分析结果并综合加工精度的考虑确定了以84G为中心频率的基片集成波导的结构参数。由于基片集成波导相对于传统的波导结构复杂得多,基于有限元法的HFSS仿真软件在对该结构进行离散化的时候要求尺寸划分极细,为了简化基片集成波导的仿真过程,采用同种介质波导等效的方法来减小计算机的计算时间。本文采用了将等效电路法与电磁仿真软件AnsoftHFSS相结合的方法来提取参数,这种方法更为简便快捷。根据填充该介质的矩形波导特性,缝隙参数提取步骤为确定偏置(倾角)后、对缝长参数进行调节使缝隙处于谐振状态,读取其偏置(倾角)、缝长、电导(电阻)值,并绘制出关系曲线。完成提参之后,再使用泰勒综合法对面阵进行综合以确定各个缝隙单元的电流激励幅度。并根据各单元的电流激励幅度计算电导值(电阻值),根据提参曲线,通过插值法得到各个缝隙的结构参数,完成整个阵面上的缝隙设计。由于整个阵列尺寸较大,缝隙数目较多,需根据对称性原则将整个阵列分块建模及加工,并根据阵列的组合要求对馈电网络进行合理的设计。

关键词：基片集成波导等效电路缝隙参数提取泰勒综合功分馈电网络

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微波着陆系统的方位台天馈系统设计

微波着陆系统的方位台天馈系统设计

作者：徐风清电子科技大学

学位级别：硕士

微波着陆系统是一种利用时基扫描波束技术引导飞机安全着陆的系统。微波着陆系统的地面设备利用时基扫描波束技术向飞机提供有关方位角和俯仰角信息。微波着陆系统方位台天线是一可分离型的平面阵,本论文首先对平面阵的辐射场、方向性... 详细信息

微波着陆系统是一种利用时基扫描波束技术引导飞机安全着陆的系统。微波着陆系统的地面设备利用时基扫描波束技术向飞机提供有关方位角和俯仰角信息。微波着陆系统方位台天线是一可分离型的平面阵,本论文首先对平面阵的辐射场、方向性系数进行了理论分析,依据微波着陆系统方位台的技术要求,通过对方位台行馈的分析,确定了方位台行馈采用泰勒分布,同时确定了各个端口的间距和单元数目。由于方位台列馈的辐射方向图有特殊的要求,本文采用DFP-BFGS的优化方法进行优化,选取了合适的方位台列馈的幅度、相位分布,同时确定了单元间距和单元数目。方位台平面阵在方位面需要进行±40°的扫描,所以分析扫描对方向图的影响是十分必要的。在实际应用中由于不同原因还会引起天线方向图发生变化,本文着重分析了虚位技术、误差对方向图的影响,本文还通过互耦分析了阵列的盲点问题。本文在综合考虑天线辐射单元的特性和便于与功分馈电网络一体化设计的要求下,从几种不同的振子单元形式中选取了合适的振子形式。本论文的功分馈电网络采用的是帯状线的结构形式，由Wilkinson功分器级联而成。在结合使用HFSS和Ansoft Designer软件对功分馈电网络和单元振子进行仿真,在获得较满意的仿真结果的情况下,导出Autocad图纸进行加工。从最终的实测结果可以看出,微波着陆系统方位台的各个部件的驻波都是比较好的,在组成平面阵时的方向图尽管在边频和进行大角度扫描时副瓣电平有所提高,但在实际的工程中已经能够使用,同时它的尺寸已经满足机动式微波着陆系统的要求。

关键词：平面阵波束赋形功分馈电网络

采用四臂螺旋结构的紧凑圆极化RFID读卡天线

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电子测量技术 2017年第10期40卷 86-91页

作者：戴海斌王涛张金艺上海大学特种光纤与光接入网省部共建重点实验室上海200072

提出了一种紧凑新型平面四臂螺旋天线,用于满足超高频(UHF)频段射频识别(RFID)阅读器小型圆极化的设计要求。天线由印制在FR4介质板的4个倒F阵元组成,通过对阵元的折叠及连续相位旋转法布阵,可以有效的减小天线的尺寸;采用改进的微带功... 详细信息

提出了一种紧凑新型平面四臂螺旋天线,用于满足超高频(UHF)频段射频识别(RFID)阅读器小型圆极化的设计要求。天线由印制在FR4介质板的4个倒F阵元组成,通过对阵元的折叠及连续相位旋转法布阵,可以有效的减小天线的尺寸;采用改进的微带功分馈电网络及新的耦合匹配方法,提高了圆极化天线的轴比带宽和增益。天线尺寸为56mm×56mm×8mm,在保持相当性能的同时,设计天线与相关参考文献设计天线相比,面积降低12.9%到86.1%。测试结果显示S11120°,交叉极化<-15dB。

关键词：四臂螺旋天线功分馈电网络耦合匹配圆极化