共形辐射单元及共形阵列研究

论文摘要

共形天线及其阵列在结构上能很好地满足空气动力学的要求,因此它们在飞机、导弹、火箭等空天飞行器中独具优势。本文围绕共形辐射单元及其阵列的分析与设计展开了一系列的研究。在第一章,介绍了共形天线及其阵列的研究背景和最新进展;概述了共形天线及其阵列的分析方法和设计方法。在第二章,首先建立了任意曲面共形阵列的远场计算公式体系:接着,将有源单元方向图技术用于考虑单元互耦效应的共形阵列的分析之中,从而把大型阵列的分析问题化为若干简化了的小型阵列问题的叠加,大大减小了计算量。当阵列单元数目巨大而其它方法受计算机硬件条件限制无法使用时,本文所建议的方法能有效地发挥作用。在第三章,研究了辐射单元的宽带特性和可重构特性,提出并设计了一种新型的宽带双折叠槽天线、一种带有集成巴伦馈电的双频宽带印刷天线和一种方向图可重构的双折叠槽天线。在第四章,基于上述远场公式和新型辐射单元,研究了共形阵列的远场辐射特性,并进一步提出了新的低副瓣阵列综合方法;最后,基于可重构单元,提出了一种克服共形阵列曲率半径影响阵列辐射方向图的新方法。在第五章,对本论文进行了总结,并提出了进一步的研究课题。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 共形天线和阵列的研究方法
• 1.3.1 共形辐射单元的分析与设计
• 1.3.1.1 共形辐射单元的设计准则
• 1.3.1.2 共形辐射单元的分析方法
• 1.3.1.3 共形辐射单元的主要类型
• 1.3.2 共形阵列的分析与设计
• 1.3.2.1 共形阵与平面阵的区别
• 1.3.2.2 共形阵列的研究方法
• 1.4 本文主要内容和结构
• 第二章 共形阵列的远场计算方法
• 2.1 阵元间无互耦效应的远场计算公式
• 2.1.1 一般分析方法概述
• 2.1.2 共形阵列远场计算方法
• 2.2 阵元间无互耦效应的旋转体表面共形阵列
• 2.3 基于有源单元方向图的远场计算公式
• 2.4 有源单元方向图的提取
• 2.4.1 有源单元方向图提取方法
• 2.4.2 有源单元方向图的提取实例
• 2.4.3 基于有源单元方向图技术的阵列分析与综合
• 2.5 小结
• 第三章 新型阵列单元研究
• 3.1 共面波导馈电的宽带折叠槽天线
• 3.1.1 引论
• 3.1.2 折叠槽天线谐振特性研究
• 3.1.3 宽带折叠槽天线设计
• 3.2 巴伦馈电的宽带印刷天线
• 3.2.1 引论
• 3.2.2 巴伦馈电宽带天线设计
• 3.2.3 宽带双频设计
• 3.3 方向图可重构的双折叠槽天线
• 3.3.1 研究意义
• 3.3.2 方向图可重构双折叠槽天线设计
• 3.4 小结
• 第四章 共形阵列的分析与设计
• 4.1 非旋转体表面共形阵列
• 4.1.1 非旋转体表面共形阵列建模
• 4.1.2 共形阵列远场方向图合成
• 4.2 考虑互耦效应的旋转体表面共形阵列
• 4.2.1 旋转体表面共形阵列建模
• 4.2.2 共形阵列辐射特性分析
• 4.2.3 共形阵列方向图综合
• 4.3 矩量法研究圆柱偶极子天线阵
• 4.3.1 圆柱偶极子天线阵建模
• 4.3.2 低副瓣阵列天线综合
• 4.4 采用方向图可重构单元的共形阵
• 4.4.1 研究意义
• 4.4.2 采用方向图可重构机理设计共形阵列
• 4.4.3 球面共形阵列方向图综合
• 4.5 小结
• 第五章 总结
• 5.1 本文主要的贡献和创新
• 5.2 下一步工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻博期间取得的研究成果