全向圆极化天线

论文摘要

天线是电路与空间的界面器件,它是无线通信系统中非常重要且不可缺少的一个组成部分,它的发明使得电磁频谱成为人类最大的可重复使用的自然资源之一。随着科学技术和社会的不断发展,对天线的性能要求也越来越高,在现代的无线应用系统中,单纯的线极化天线已很难满足人们的需求,圆极化天线越来越受到更为广泛的关注。而全向圆极化天线更是因为其特殊的性能,广泛应用于在通讯、遥感遥测、雷达、电子侦察与电子干扰等方面。在设计全向圆极化天线时,如何平衡各方面参数,得到各个指标均表现优异的全向圆极化天线是目前广受关注的一个课题。本文主要研究的内容是全向圆极化天线的结构设计与全向圆极化方向图的实现。通过采用理论分析、数值模拟仿真和实验验证等方法,对本文提出的全向圆极化天线结构进行了比较深入的研究。本论文首先介绍了天线相关的基本理论与研究天线的数值方法。着重总结、分析、比较了目前比较典型的几种全向圆极化天线的结构与性能。然后对波的极化理论,椭圆极化波相关参数的理论意义和测量技术进行的介绍。在总结和吸收他人的研究成果和经验教训的基础上,提出了一种新的全向圆极化天线结构。对该结构的设计过程和基本工作原理进行了分析,对天线结构参数与天线各方面性能之间的关系进行了比较详细的定性的分析,最后对天线实物模型进行了测试与分析。测试结果表明:天线反射系数S11小于-20dB;在整个方向面,轴比1.4dB-4.1dB,平均值大约2.4dB;全向增益在1.8dB左右。天线性能良好,测试结果与理论仿真计算值比较吻合。研究证明,本文提出的全向圆极化天线结构是可行的,性能也是比较好的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 天线基本参数
• 1.3 天线研究数值方法介绍
• 1.3.1 有限元法
• 1.3.2 矩量法
• 1.3.3 时域有限差分法
• 1.4 全向圆极化天线的研究概况与发展趋势
• 1.4.1 全向圆极化天线发展概况
• 1.4.1.1 多单元圆极化天线阵列
• 1.4.1.2 全向天线实现圆极化
• 1.4.1.3 其他方法实现全向圆极化
• 1.4.1.4 小结
• 1.4.2 发展趋势
• 1.5 本论文结构
• 第二章 圆极化基本理论
• 2.1 圆极化基础理论
• 2.1.1 波的极化
• 2.1.2 椭圆极化波的参数
• 2.1.3 圆极化波的性质
• 2.1.4 圆极化天线的测量
• 2.2 常见圆极化技术
• 2.2.1 圆极化器
• 2.2.2 圆极化天线
• 第三章 全向圆极化天线的设计
• 3.1 一种全向圆极化天线的结构设计
• 3.2 天线性能与特性分析
• 3.2.1 天线性能
• 3.2.2 回波损耗
• 3.2.3 天线方向图
• 3.2.4 天线轴比
• 3.3 天线测试与结果分析
• 第四章 结论与展望
• 4.1 本论文的主要工作
• 4.2 未来工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间的研究成果