无源判向超宽带天线的研究

无源判向超宽带天线的研究

论文摘要

本文提出了一种共形天线方法,将四臂阿基米德螺旋天线与旋转抛物面进行共形,使它具有了两个用途:一个用途是用作无源判向天线,另一个用途是用作抛物面天线的反射器。当作为无源判向天线时,其仍具有四臂阿基米德螺旋天线的超宽带、圆极化、多模式方向图等特性;当作为抛物面天线反射器时,其增益和副瓣电平达到了应用的要求。而且将两种天线采用这种方法共形,两种天线可以独立工作,节省了物理空间。应用并行,分步与结合的研究方法。将共形形式分为四臂共形阿基米德螺旋天线研究和抛物面天线共形反射器研究。从三方面来研究四臂共形阿基米德螺旋天线分别为阿基米德螺旋天线基本性能和参量研究,由平面形式到共形形式的对比研究,由二臂螺旋到四臂螺旋的对比研究,这三个方面分别确定了阿基米德螺旋的基本设计,共形前后的变化,馈电和判向原理,得到四臂共形阿基米德螺旋天线的超宽带性能和作为无源判向天线的基本判向性能;将对旋转抛物面天线共形反射器的研究分为理想抛物面反射器研究,由理想形式到共形形式的对比研究,最佳共形抛物面反射器研究,这三方面分别确定了抛物面反射器基本性能设计,共形前后的变化,共形后的优化设计,最后将三者结合,得到优化的共形抛物面反射器的增益和副瓣电平都达到了较理想的水平。最终将并行研究的四臂阿基米德螺旋天线和优化的共形抛物面反射器结论结合,相互利用彼此参量进行总体设计,得到与旋转抛物面共形的四臂阿基米德螺旋天线。在实际意义上,这种共形形式特别适合于解决宽频带无源判向和毫米波有源探测天线共口径问题,由于共形形式的两用,将被动判向天线作为主动探测天线的反射器,而解决了空间小,有遮挡的问题,避免了结构紧凑有干扰,结构松散产生栅瓣的矛盾。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 绪论
  • 1.1 课题的研究背景和意义
  • 1.2 应用现状
  • 1.3 本文的主要研究内容
  • 第2章 单脉冲理论和单脉冲天线
  • 2.1 引言
  • 2.2 单脉冲理论
  • 2.2.1 单脉冲复比
  • 2.2.2 单脉冲基本实现形式
  • 2.2.3 单脉冲系统基本实现形式
  • 2.2.4 单脉冲系统的变化实现形式
  • 2.3 单脉冲天线技术
  • 2.3.1 和波束性能
  • 2.3.2 差波束性能
  • 2.3.3 极化性能
  • 2.4 本章小结
  • 第3章 超宽带四臂阿基米德螺旋天线
  • 3.1 引理
  • 3.1.1 相似原理
  • 3.1.2 非频变原理
  • 3.2 平面阿基米德螺旋天线基本形式和辐射特性
  • 3.2.1 平面阿基米德的辐射特性和电特性
  • 3.2.2 阿基米德螺旋天线物理参量
  • 3.3 平面与共形
  • 3.3.1 几何形式
  • 3.3.2 天线性能改变
  • 3.3.3 焦径比
  • 3.3.4 共形对臂上电流相速的影响
  • 3.4 二臂与四臂
  • 3.4.1 臂长变化
  • 3.4.2 模式增加
  • 3.4.3 馈电变化
  • 3.5 共形四臂阿基米德螺旋天线
  • 3.5.1 和波束性能
  • 3.5.2 差波束性能
  • 3.5.3 无源判向性能
  • 3.6 本章小结
  • 第4章 共形阿基米德螺旋旋转抛物面反射器
  • 4.1 引理
  • 4.1.1 旋转抛物面天线光学理论解释
  • 4.1.2 旋转抛物面天线增益
  • 4.1.3 馈源设计思路
  • 4.2 馈源设计
  • 4.2.1 单模传输条件
  • 4.2.2 圆口径的优点
  • 4.2.3 馈源遮挡影响
  • 4.2.4 喇叭性能
  • 4.3 理想的旋转抛物面反射器
  • 4.3.1 最佳照射
  • 4.4 共形阿基米德螺旋反射器与理想反射器的区别
  • 4.4.1 边缘变化
  • 4.4.2 漏损变化
  • 4.4.3 厚度变化
  • 4.5 共形四臂阿基米德螺旋反射器性能
  • 4.5.1 焦径比变化
  • 4.6 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
  • 致谢
  • 相关论文文献

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