超寬帶多極化可重構(gòu)等離子體天線研究.pdf

1、當(dāng)今，為應(yīng)對(duì)復(fù)雜多變的電磁環(huán)境，米波雷達(dá)的抗多徑效應(yīng)能力、隱身目標(biāo)探測(cè)能力、寬角掃描能力有待提升。為實(shí)現(xiàn)米波雷達(dá)在這些方面能力上的提升，不同頻點(diǎn)、不同極化方式、不同輻射方向的振子高效融合是需要攻關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)。為突破該技術(shù)難點(diǎn)，文中對(duì)超寬帶多極化可重構(gòu)等離子體天線展開研究。
　　基于項(xiàng)目組提出的雙套筒超寬帶天線理論，通過仿真研究，設(shè)計(jì)了一款在S11<-10dB的前提下，工作頻帶為28.7MHz~102MHz的超寬帶天線。其阻抗帶寬達(dá)

2、到了3.55:1，相對(duì)帶寬達(dá)到了112%，是鞭天線、對(duì)稱振子天線形式的天線中十分罕見的超寬帶天線。在30MHz~100MHz項(xiàng)目要求的工作頻帶內(nèi)，S11都小于-11.75dB。
　　同軸縫隙水平極化天線是一個(gè)比較冷門的研究領(lǐng)域，但若將其與原有垂直極化天線高效融合，產(chǎn)生更多的極化方式，必將大幅提升單一垂直極化天線的性能。文章從柱面縫隙天線開始，再到同軸縫隙天線，進(jìn)而到基于雙套筒同軸結(jié)構(gòu)的縫隙天線，一步一步實(shí)現(xiàn)了水平極化天線與垂直極化

3、天線的融合。在垂直極化天線套筒外壁開豎縫，通過非傳統(tǒng)的新型縫隙天線饋電方式，完成了基于垂直極化天線雙套筒結(jié)構(gòu)的同軸縫隙天線設(shè)計(jì)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該設(shè)計(jì)是切實(shí)可行的。雙套筒結(jié)構(gòu)是垂直極化天線與水平極化天線巧妙結(jié)合關(guān)鍵所在。
　　為使水平極化縫隙天線的工作頻率在30MHz~100MHz范圍內(nèi)，特提出了基于介質(zhì)填充的縫隙天線電小實(shí)現(xiàn)方案。通過介質(zhì)填充和饋電點(diǎn)旋轉(zhuǎn)的方式，實(shí)現(xiàn)了同軸縫隙電小天線的設(shè)計(jì)。在此，突破了同軸縫隙天線d/λ=0.117

4、的極限值，為同軸縫隙天線在縱向和橫向的電小提供了新的解決方案，提高了低頻同軸縫隙天線的適用性。
　　同軸縫隙天線帶寬較窄，為使其工作頻率范圍在30MHz~100MHz且連續(xù)可調(diào)，研究了基于等離子體遮擋的掃頻實(shí)現(xiàn)方案。該方案利用等離子體的似金屬性，用等離子體遮擋縫隙兩端，調(diào)節(jié)等離子體遮擋長(zhǎng)度即改變有效輻射縫隙長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)其工作頻率的變化。為增強(qiáng)天線的實(shí)用性，設(shè)計(jì)了基于濾波器的饋電寬帶匹配方案。通過在饋源和天線之間加入濾波器，使得在饋點(diǎn)