检索结果-南通市图书馆

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于宽带宽角匹配层的相控阵天线研究

基于宽带宽角匹配层的相控阵天线研究

作者：许峰凯电子科技大学

学位级别：硕士

相控阵天线广泛应用于军事雷达、电子信息对抗和卫星通信等领域,宽带宽角相控阵能够实现高速率信息传输和大范围波束覆盖,有效提高系统的性能,因此阵列的宽带宽角扫描特性的实现即是近些年来相控阵天线研究的热点,但同样也是难点。本文... 详细信息

相控阵天线广泛应用于军事雷达、电子信息对抗和卫星通信等领域,宽带宽角相控阵能够实现高速率信息传输和大范围波束覆盖,有效提高系统的性能,因此阵列的宽带宽角扫描特性的实现即是近些年来相控阵天线研究的热点,但同样也是难点。本文从宽带宽角匹配层对阵列扫描特性和阻抗特性的影响进行了分析,分别讨论了偶极子阵列与Vivaldi阵列加载介质匹配层、FSS结构匹配层和超材料匹配层对阵列扫描特性的显著改善,主要研究内容如下:1、讨论了可解析的偶极子阵列的扫描特性和阻抗特性,推导了对于可解析阵列加载匹配层的理论公式,并定性的讨论了偶极子阵列加载超表面和FSS结构匹配层对阵列自身扫描特性的影响。研究结果表明加载介质匹配层和“工”字型超表面匹配层能够较好的改善阵列的D面和H面的扫描特性,但是E面无改善;创新性的提出了金属条带状FSS匹配层,能较好的改善E面和H面特性,采用FSS和介质匹配层双层结构进一步改善了H面扫描特性。2、可解析阵列能提高设计的效率,但对于复杂结构的阵列很难使用解析公式来分析。本文接着以Vivaldi阵列作为研究对象,采用广义散射参数法,建立无限大Vivaldi阵列加载匹配层模型,进而讨论一维Vivaldi阵列加载匹配层的扫描特性。文中分析了单层介质匹配层、双层介质匹配层、双层FSS结构匹配层对一维Vivaldi阵列扫描特性的影响。结果表明采用多层介质匹配层对阵列扫描特性的改善比单层效果更好,采用双层FSS结构比采用介质匹配层效果更好,并减小了阵列中单元间的互耦特性。最后加工出加载双层FSS结构的一维Vivaldi阵列,仿真和测试结果表明,此结构能够在80GHz扫描至60°时中心单元的有源驻波比小于2,并且将阵列增益提高了1dB,同时还改善了阵列在大角度扫描时的交叉极化特性。3、文章最后推导了各向异性材料的等效传输线模型和各向异性超材料的本构参数反演公式,并讨论了加载有超材料匹配层的无限大Vivaldi阵列的扫描特性。MATLAB仿真优化结果表明加载超材料匹配层能够提供更大的设计自由度,对Vivaldi阵列的扫描特性改善显著,其中采用双轴各向异性超材料比单轴各向异性超材料效果更好。最后设计了两种超材料结构并进行了全波仿真分析,与MATLAB优化结果基本一致。

关键词：相控阵天线宽带宽角扫描宽角匹配层超材料

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于频率选择表面的宽角扫描阵列

电波科学学报 2018年第3期33卷 301-310页

作者：许峰凯肖绍球胡芯瑞电子科技大学成都610054

设计并加工了一种基于双层频率选择表面(frequency selective surface,FSS)的一维Vivaldi阵列天线.首先采用周期边界条件分析无限大阵列中的单元特性,利用等效传输线原理和广义散射参数矩阵来设计优化加载在Vivaldi阵列上方的介质宽角... 详细信息

设计并加工了一种基于双层频率选择表面(frequency selective surface,FSS)的一维Vivaldi阵列天线.首先采用周期边界条件分析无限大阵列中的单元特性,利用等效传输线原理和广义散射参数矩阵来设计优化加载在Vivaldi阵列上方的介质宽角匹配层.然后,在所加载的双层介质匹配层表面直接印制FSS结构使阵列扫描特性得到极大改善.仿真和实测结果表明,一维Vivaldi阵列中心单元在7~12GHz的有源驻波比均小于2.5,在8~10GHz波束扫描范围能够达到±60°.仿真结果还表明:采用双层FSS结构的Vivaldi阵列与未加载匹配层的Vivaldi阵列相比,在7~11.5GHz增益有2~4dB的提高;同时在扫描至±60°时,FSS结构的加载使得阵列在对应扫描角下的交叉极化下降了5~10dB.

关键词：频率选择表面周期边界等效传输线广义散射参数宽角匹配层

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

相控阵天线超宽角扫描研究

相控阵天线超宽角扫描研究

作者：李修坤中国电子科技集团公司电子科学研究院

学位级别：硕士

相控阵天线因其便捷的波束扫描能力,广泛应用于军事雷达和商业通信等领域。随着对应用相控阵天线设备波束覆盖需求的日益增长,国内外的相关专家学者开展了大量的研究工作,致力于在相控阵天线超宽角扫描研究中取得新突破。本文梳理了国... 详细信息

相控阵天线因其便捷的波束扫描能力,广泛应用于军事雷达和商业通信等领域。随着对应用相控阵天线设备波束覆盖需求的日益增长,国内外的相关专家学者开展了大量的研究工作,致力于在相控阵天线超宽角扫描研究中取得新突破。本文梳理了国内外扩展相控阵天线扫描范围的方法与思路,并设计了四款超宽角扫描相控阵天线。1.设计了一款基于等效磁流天线的一维相控阵天线。该设计基于天线镜像原理中磁流平行于电壁天线波束宽度宽的特点,设计了一款工作于C波段,微带形式的等效磁流天线,单元的波束宽度实现了近160°的半功率波束宽度,其组成的18单元线阵在E面实现了±80°的波束覆盖,最大扫描角度相对于法向扫描时的增益下降小于3dB。2.设计了一款超材料加载的单极化长槽阵天线。该设计中的天线单元选型为长槽阵单元,是连接偶极子天线的互补形式,具有宽带和宽波束的工作特点,并创新提出寄生槽结构。天线加载的宽角匹配层采用具有各向异性的超材料结构,设计了八层超材料层作为宽角匹配层,实现了阻抗从天线口径面到自由空间的逐渐过渡。仿真结果表明,该设计的天线实现了E面±80°、H面±60°的波束覆盖,阻抗带宽达到2.1.6:1(6.3GHz-13.6GHz)。3.设计了一款FSS加载的长槽阵天线。该设计中天线加载的频选表面并未工作于谐振频率,是作为宽角匹配层扩展了长槽阵天线的扫描范围。此设计降低了天线剖面,仿真结果表明此设计能够在2.36:1(5.8GHz-13.7GHz)的阻抗带宽内,实现E面80。、H面60。的波束扫描范围,保持扫描驻波小于3.5。为验证设计的仿真结果,加工了 13×13规模的小面阵进行测试,其有源驻波与有源单元方向图的测试结果验证了该设计在宽角扫描上的优异表现,验证了该设计方法的准确性。4.设计了一款双极化长槽阵天线。该设计是在单极化宽角扫描长槽阵的基础上设计了双极化长槽阵天线。本设计的重点是解决了两个正交极化天线的耦合问题,在法向辐射时两端口隔离度在50dB以上,扫描时的端口隔离保持在25dB以上。两个极化单元在9.6-15.3GHz内,实现了 E面±80°、H面±60°的扫描范围。

关键词：宽角扫描相控阵等效磁流天线长槽阵宽角匹配层

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

宽频带高性能的电路模拟吸波结构设计

宽频带高性能的电路模拟吸波结构设计

作者：施奇电子科技大学

学位级别：硕士

吸波材料指的能够有效吸收入射电磁波,使得反射波和透射波能量很小。吸波材料主要运用于军事隐身、雷达RCS缩减、微波暗室以及电磁兼容等领域。近年来,随着对吸波性能的要求越来越高,电路模拟吸波成为了一个研究热点,产生了许多超宽带... 详细信息

吸波材料指的能够有效吸收入射电磁波,使得反射波和透射波能量很小。吸波材料主要运用于军事隐身、雷达RCS缩减、微波暗室以及电磁兼容等领域。近年来,随着对吸波性能的要求越来越高,电路模拟吸波成为了一个研究热点,产生了许多超宽带、低剖面的吸波结构、但同时高性能、大角度吸波也是难点。本文运用等效电路的理论基础、通过差分进化算法优化设计出一款高性能吸波结构,之后加载宽角匹配层优化角度吸波,使得角度吸波得到明显的改善,主要研究内容如下:1、首先从阻抗匹配出发,计算出满足-40dB的S11所需的输入阻抗的实部和虚部范围。然后从等效电路出发,对已有的频率选择表面的解析公式进行分析计算,以-40dB为高性能指标,理论和仿真分别优化出条带、单环、双环最优-40dB带宽,结果表明理论计算结果和仿真结果基本一致。之后定性的讨论了条带、单环、双环带宽中各个谐振点产生的原因。以上结构都是单层设计,为了能够实现更大带宽的高性能吸波,之后进行多层设计,结果发现能够极大的扩大吸波带宽。2、对多层结构的解析优化设计,通常会面临参数较多,无法解析优化出最优解。差分进化算法具有全局搜索性强,但局部搜索能力弱的特点,这样后期容易出漫游的现象,而将差法进化算法于粒子群算法结合,则可以完美的解决这个问题。本文通过这两个算法的结合,在通过MATLAB与CST交互仿真优化,首先设计出一个双层双环结构,-10dB百分比带宽达到161.23%,证明了算法的可行性。之后设计出多个双层的吸波结构,通过比较,发现双层十字架结构具有62.46%的-40dB的吸波带宽。对其加工测试,测试表明,该结构在6～12GHz具有较高性能的吸波特点,最后,通过在结构上端加载宽角匹配层来改善入射角吸波。3、文章最后首先采用可调谐、水介质等新兴技术的对原有结构性能改善的方案验证。首先设计出石墨烯可调谐结构,对可调谐技术有初步的认识,将其运用到上述结构中,对其角度可调谐,改善其角度吸波性能。通过运用水介质频散以及相对介电常数虚部高的特性,来改善吸波结构性能。最后进行三层结构进行验证设计,计算其带宽,发现-40dB的S11带宽达到了80%。

关键词：电路模拟吸波差分进化算法宽角匹配层可调谐水介质

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于超表面的圆极化紧耦合阵列天线

基于超表面的圆极化紧耦合阵列天线

作者：朱俊杰南京航空航天大学

学位级别：硕士

新型人工电磁材料由特定几何形状的亚波长单元周期或非周期排列所构成,其媒质特性取决于基本单元结构及单元空间排列方式,对电磁波具有超常的调控能力。将其与传统天线结合进行超材料天线的设计,不仅丰富了天线类型,更为突破天线在发展... 详细信息

新型人工电磁材料由特定几何形状的亚波长单元周期或非周期排列所构成,其媒质特性取决于基本单元结构及单元空间排列方式,对电磁波具有超常的调控能力。将其与传统天线结合进行超材料天线的设计,不仅丰富了天线类型,更为突破天线在发展中遇到的瓶颈提供了新的思路,进一步推动着无线通信技术的发展。本文对新型人工电磁材料在天线设计中的应用进行了研究,包括使用超表面取代紧耦合阵列天线的宽角匹配层、超表面与紧耦合阵列天线结合实现线极化到圆极化的转换,主要内容和研究成果如下:1.设计了一款双层透射型线极化转圆极化超表面,双层的金属结构分布在介质板的上下面,当一束线极化波入射到超表面上,超表面的极化转换率在12GHz到18.5GHz频段范围内达到90%的高效转换,3dB轴比带宽为11.8GHz到18.6GHz。同时对该极化转换超表面进行了理论分析。设计的模型制作了实物,测试结果与仿真数据吻合良好。2.使用超表面结构取代紧耦合阵列上方的介质匹配层,利用等效传输线原理对其分析。在此基础上,设计了开口谐振环超表面紧耦合天线,仿真结果表明:和传统带有宽角匹配层的紧耦合天线一样,具有良好的宽带宽角特性。3.设计了一款紧耦合阵列天线,再结合极化转换超表面设计了两款工作在不同频段的圆极化阵列天线。第一款圆极化天线是通过紧耦合阵列天线结合口径耦合型超表面来实现的,天线阻抗带宽达到34.8%（VSWR宽为5.45GHz.95GHz。第二款圆极化天线是通过紧耦合阵列天线结合透射型极化转换超表面来实现的,天线阻抗带宽为55.4%（VSWR宽为12.5GHz5.2GHz,两款天线都具有良好的宽角圆极化特性。

关键词：超表面极化转换宽角匹配层紧耦合天线阵圆极化

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

超宽带紧耦合相控阵天线技术研究

中国新通信 2019年第15期21卷 47-48页

作者：郑婷中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所

本文设计了一种新型超宽带长槽缝隙紧耦合天线阵列。针对2-18G超宽带宽角扫描的天线性能需求,采用以长槽缝隙贴片为基本结构的天线阵列作为解决方案。与传统的紧耦合天线相比,该长槽缝隙天线加载了频率选择表面(FSS)及宽角匹配层,从而... 详细信息

本文设计了一种新型超宽带长槽缝隙紧耦合天线阵列。针对2-18G超宽带宽角扫描的天线性能需求,采用以长槽缝隙贴片为基本结构的天线阵列作为解决方案。与传统的紧耦合天线相比,该长槽缝隙天线加载了频率选择表面(FSS)及宽角匹配层,从而克服金属地板短路点的影响及增强阵列电路层与大气的阻抗匹配,改善扫描情况下的天线单元有源反射系数。仿真结果表明,超宽带槽型贴片天线单元锥角扫描60°范围内有源驻波小于2.7,可实现2-18G超宽带工作。

关键词：紧耦合天线超宽带天线频率选择表面宽角匹配层