毫米波径向线缝隙天线馈源结构分析

论文题目: 毫米波径向线缝隙天线馈源结构分析

论文类型: 硕士论文

论文专业: 电磁场与微波技术

作者: 王健

导师: 窦文斌

关键词: 毫米波,径向线缝隙天线,馈源,转换器,有限元,模式展开,弱形式

文献来源: 东南大学

发表年度: 2005

论文摘要: 随着导弹、火箭、人造卫星和宇航技术的发展,对跟踪雷达的跟踪速度、跟踪精度、跟踪距离和抗干扰能力都提出了越来越高的要求。毫米波系统有许多明显的特点,如:它可以使元部件做得小而轻,这对于机载和航天电子设备极为重要;能使带宽增加,对于通信、电子支援和电子对抗、射电天文等应用场合极为重要;另外,对于军事应用,由于毫米波系统可以给出比微波系统更好的分辨率,并且又比红外线系统较少的受到大气条件的影响,更使其在应用中具有独特的优越性。基于矩形波导的常规缝隙天线自第二次世界大战以后有很大发展,但随着工作频率的升高,这种天线的加工难度也不断加大,在8毫米波段就很难制作。人们希望获得一种性能与常规缝隙天线相当,但加工制作难度降低的天线。径向线缝隙天线(RLSA)有可能成为这样一种天线。本文研究分析了矩形波导-径向波导的转换器结构,对韩国学者提出的转换器结构做了改进,去除了其耦合装置底部的圆盘,以达到减小反射的目的。本文将基于Helmholtz方程弱形式的有限元法与场的模式展开结合,对结构进行分析计算。说明了Helmholtz方程弱形式的分析步骤,给出了分析计算结果,并用三维电磁场仿真软件(Ansoft HFSS)验证。经结构参数优化,得到了较好的输入特性。在Ka波段的设计结果表明,反射系数小于-20dB的带宽大约有3.5GHz,达到了设计要求。

论文目录:

摘要

Abstract

第一章绪言

1.1 课题背景

1.2 本课题的工作内容

第二章 RLSA馈源结构简介

2.1 概述

2.2 RLSA馈源形式的分类

2.2.1 同轴线激励

2.2.2 探针激励

2.2.3 谐振腔激励

2.2.4 矩形波导激励

2.3 RLSA矩形波导馈源结构的研制状况

2.3.1 叉缝形式的矩形波导馈源

2.3.2 圆环缝形式的矩形波导馈源

2.3.3 适配器形式的矩形波导馈源

2.4 RLSA馈源结构的设计方案

2.4.1 适配器形式的矩形波导馈源

2.4.2 叉缝形式的矩形波导馈源

第三章基于Helmholtz方程弱形式的有限元法

3.1 有限元方法简介

3.1.1 有限元方法的历史

3.1.2 有限元方法的基本步骤

3.1.3 有限元方法的发展－矢量有限元

3.1.4 有限元与其他方法的结合

3.2 Helmholtz方程的弱形式

3.3 波导中的场分析

3.3.1 矩形波导中的场

3.3.2 径向波导中的场

3.4 Helmholtz弱形式、有限元和模式展开的结合

第四章 RLSA馈源结构的分析与设计

4.1 基于Helmholtz方程弱形式的有限元建模及方程组系数的求解

4.2 HFSS的建模、边界条件的设定

4.3 数值计算结果

4.3.1 适配器形式的馈源结构设计

4.3.2 叉缝形式馈源结构的分析

结束语

致谢

参考文献

在校期间发表的论文

发布时间: 2007-06-11

参考文献

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毫米波径向线缝隙天线馈源结构分析

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