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宽频带共形天线的研究

高翔  
【摘要】: 共形天线以其剖面低、重量轻、易集成等优点,广泛应用于航空航天、导航制导等领域中。因共形天线常附着在飞行器表面,在实现宽角度范围扫描和全方位覆盖的同时,不破坏飞行器表面的机械结构和强度,使得飞行器在高速飞行时仍然保持良好的空气动力学性能。鉴于这些优点,共形天线已成为当前天线领域的研究热点之一。本文在现有研究成果的基础上做了大量工作,提出了几种性能较好的宽频带共形天线结构,具有一定的实用价值。 本论文的主要工作和创新之处可以归纳为以下几点: 1.综述了国内外共形天线的研究现状,介绍了共形天线的相关基础理论,并讨论了天线共形时需要解决的关键问题,介绍了低剖面微带天线的宽频带技术。 2.提出并设计了实用化的宽频带共形寄生贴片天线,该天线覆盖了5GHz~5.15GHz、5.15GHz~5.25GHz和5.35GHz~5.46GHz内的民用航空无线电导航通信频段。在此基础上,进一步通过改变寄生贴片的排列位置,得到了另一种新型结构天线,其面积缩小为第一种结构天线的70%,同时改善了辐射方向图。实际制作和测试了这两种天线,测试结果与仿真结果吻合较好。 3.设计了一种电磁耦合型的共形微带对数周期天线,该天线具有从4.4GHz到10GHz范围内的工作带宽,实际制作和测试了所设计的天线,测试结果与仿真结果吻合较好。 4.针对上述对数周期天线在10GHz以上高频范围内的辐射特性较差的缺点,提出了一种渐变型的共形微带对数周期阵结构天线,并进行了数值模拟,结果表明该天线改善了高频时的辐射特性,其可用频段扩展为4.4GHz~12GHz范围。


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