倍频程圆极化嗽叭天线的研究

论文摘要

圆极化喇叭天线由于其良好的方向性和较宽的工作频带,在通信、导航和制导领域的应用非常广泛。本文基于实际工程的需要,分析并设计了一种工作于倍频程带宽,具有高增益、低驻波、高圆极化率等性能的圆极化喇叭天线,具体工作如下:(1)天线的馈电部分采用同轴—脊波导—矩形波导的转换,辅以阶梯式阻抗匹配和渐变式阻抗匹配,设计的同轴馈电部分具有宽频带、低驻波等性能。(2)分析了隔板极化器、波纹波导极化器和介质板极化器形成圆极化波的原理;分析了隔板极化器的S参数;采用数值方法分析了波纹波导极化器和介质板极化器的主要设计参数对圆极化性能的影响;设计的波纹波导极化器和介质板极化器均满足天线设计指标的要求。(3)分析功率等分正交模变换器的工作原理,仿真计算时通过在输出端方波导口径上增加微扰的方法,解决了简并模的问题,得到了理想的功率等分结果。(4)天线在设计过程中充分考虑到了工程可行性和加工误差等实际应用的问题。综合各部分的分析与设计,本文给出了两种分别采用波纹波导极化器和介质板波导极化器的圆极化器喇叭天线设计方案,两种方案的仿真结果均满足天线设计指标的要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 天线整体设计的思路
• 1.3 圆极化喇叭天线技术现状
• 1.4 本文研究工作的主要贡献
• 1.5 本文主要研究内容安排
• 第二章 天线设计的基本问题
• 2.1 天线设计及分析方法简述
• 2.2 宽带天线的主要指标
• 2.3 天线的仿真软件及其主要算法
• 2.4 仿真计算软件的选择
• 第三章 同轴—波导馈电端的分析与设计
• 3.1 同轴—波导变换器
• 3.2 脊波导
• 3.2.1 脊波导的截止波长
• 3.2.2 脊波导的等效阻抗
• 3.3 阻抗匹配
• 3.4 同轴—波导馈电端的设计仿真
• 3.5 同轴—波导馈电端的误差分析
• 3.6 小结
• 第四章 圆极化器的分析与设计
• 4.1 隔板极化器
• 4.2 波纹波导极化器
• 4.2.1 波纹波导设计参数的分析
• 4.2.2 波纹波导各参数对差相移性能的影响
• 4.2.3 波纹波导极化器的全波仿真
• 4.2.4 波纹波导极化器的加工倒角和误差分析
• 4.3 介质板极化器
• 4.3.1 介质板极化器的理论分析
• 4.3.2 介质板极化器的数值分析
• 4.3.3 介质板极化器的全波仿真和误差分析
• 4.4 功率等分正交模变换器的分析与设计
• 4.4.1 驻波比性能的分析
• 4.4.2 功率平分性能的分析
• 4.5 小结
• 第五章 设计参数及仿真计算结果
• 5.1 采用波纹波导极化器的天线设计及远场方向图
• 5.2 采用介质板极化器的天线设计及远场方向图
• 5.3 小结
• 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 作者在学期间取得的学术成果