超寬帶波束天線研究與設(shè)計.pdf

1、隨著超寬帶系統(tǒng)在雷達、導(dǎo)航、電子對抗、保密通訊以及民用領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，超寬帶天線作為超寬帶系統(tǒng)設(shè)備中發(fā)射和接收的關(guān)鍵性部件，針對不同的應(yīng)用場合的實際情況也需要實現(xiàn)不同的設(shè)計要求。例如，在檢測定位設(shè)備以及干擾設(shè)備的應(yīng)用中，設(shè)備中的天線就需要具有較寬的波束寬度以使在檢測或干擾區(qū)域內(nèi)具有較大的覆蓋面積，且對方設(shè)備的工作頻帶具有不確定性，這就要求設(shè)備中的天線具有超寬帶特性。而超寬帶天線的工作頻段跨度較大，天線的輻射方向圖容易隨著工作頻率改變而發(fā)

2、生畸變，為此本文設(shè)計了兩種單向輻射寬波束的超寬帶天線，輻射方向圖在低頻段和高頻段具有良好的一致性。
　　本文設(shè)計的天線屬于超寬帶非頻變天線中的螺旋天線，由于螺旋天線的平衡對稱特性以及單向輻射寬波束的應(yīng)用需求，本文內(nèi)容可分為三個部分：螺旋型的輻射體、平衡端到不平衡端的轉(zhuǎn)換巴倫和金屬反射結(jié)構(gòu)。在第三章中首先優(yōu)化了螺旋天線的相關(guān)參數(shù)，設(shè)計出了一款復(fù)合型的螺旋天線，在2~12 GHz內(nèi)具有良好的阻抗特性；隨后為了滿足同軸線饋電的需求，設(shè)計

3、出指數(shù)型的轉(zhuǎn)換巴倫，實現(xiàn)了阻抗以及平衡與不平衡之間的轉(zhuǎn)換；為了實現(xiàn)天線的寬波束，接著進行了橢圓型反射腔、圓臺型和帽型反射腔的設(shè)計和仿真對比；最后為了穩(wěn)定天線的輻射方向圖設(shè)計了附加的金屬圓環(huán)，加載了吸收電阻以改善天線的圓極化特性，最終達到了設(shè)計要求。在第四章中針對第三章中天線整體尺寸較大以及高頻頻段后向輻射較高的不足，研究設(shè)計了兩種平衡轉(zhuǎn)換巴倫與天線輻射體共面的方法。第一種設(shè)計使用了微帶線到共面帶狀線的過渡轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，將共面帶狀線與天線的兩

4、條螺旋臂連接，該天線可在低頻段保持良好的輻射特性。第二種設(shè)計采用了阿基米德螺旋型巴倫的設(shè)計思想，將轉(zhuǎn)換巴倫與異面印刷的螺旋天線相互連接，最終設(shè)計出了一款可工作于2.7~12 GHZ的螺旋天線，輻射方向圖在工作頻帶內(nèi)保持穩(wěn)定，并且極大地降低了天線的縱向尺寸。隨后針對天線的形狀設(shè)計了一種封閉的反射腔體，可有效屏蔽外部電子設(shè)備的干擾，提高了天線輻射的前后比并且方便進行裝配，天線的整體尺寸相對上一種天線較小。最后總結(jié)了本文的主要工作，并且針對設(shè)