机载UHF频段卫星通信天线技术研究

论文摘要

本文主要对UHF频段机载卫星通信天线进行研究,研究满足天线安装位置有限,飞行速度高、姿态变化大的飞机平台使用的UHF频段卫星通信天线。首先,本文对本课题的研究背景进行了论述,并介绍了机载天线设计的一般要求,以及机载UHF卫星通信天线的国内外研究现状。其次,在对对称振子天线、单极天线以及交叉偶极子天线基本理论分析的基础上,结合某应用需要,提出了两种机载UHF卫星通信天线的设计方案。采用水平极化印制偶极子天线方案设计了一种具有较宽波束宽度、小型化、较小迎风面等特点的卫星通信刀型天线;采用垂直极化和交叉偶极子圆极化天线共孔径设计的方案,设计了一种复合天线,该复合天线通过两个天线波束的切换使用,可实现对整个上半空间的覆盖,满足飞机在高纬度区域飞行时,与卫星之间的可靠通信。在研究过程中,采用仿真软件对天线进行了仿真分析和优化设计,根据仿真结果研制了天线实物样件,并对实物样件的主要电性能指标进行了测试。测试结果表明,所研制的天线实物样件,在工作频带内具有良好的性能,可以较好地满足设计要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 机载天线的一般要求
• 1.2.1 机载天线的特点
• 1.2.2 机载天线设计和布局通用要求
• 1.3 机载UHF 卫星通信天线国内外研究现状
• 1.4 本文主要工作和内容安排
• 第二章 相关理论分析
• 2.1 天线基本概念
• 2.1.1 天线的增益
• 2.1.2 天线的极化
• 2.2 对称振子相关理论
• 2.2.1 对称振子天线的基本电参数
• 2.2.2 对称振子的电流分布
• 2.2.3 对称振子的辐射方向图
• 2.2.4 对称振子的辐射功率和辐射电阻
• 2.3 单极天线特性分析
• 2.3.1 单极子天线的工作原理
• 2.3.2 单极子天线的方向特性
• 2.4 交叉偶极子天线基本理论分析
• 2.4.1 交叉偶极子天线形成圆极化原理
• 2.4.2 自相移结构交叉偶极子圆极化天线原理分析
• 第三章 水平极化印制偶极子卫通天线设计
• 3.1 天线设计要求
• 3.2 水平极化印制偶极子天线设计
• 3.2.1 印制偶极子天线结构及原理
• 3.2.2 天线电性能仿真分析
• 3.3 天线实物样件电性能指标测试
• 3.3.1 天线实物样件实现
• 3.3.2 天线实物样件电性能测试
• 3.4 小结
• 第四章 卫通复合天线设计
• 4.1 概述
• 4.1.1 需求分析
• 4.1.2 现有技术分析
• 4.2 UHF 卫通复合天线设计
• 4.2.1 复合天线基本原理
• 4.2.2 垂直极化天线设计
• 4.2.3 交叉偶极子圆极化天线设计
• 4.3 复合天线样件电性能指标测试
• 4.3.1 复合天线实物样件实现
• 4.3.2 复合天线实物样件电性能测试
• 4.4 小结
• 第五章 结束语
• 致谢
• 参考文献