收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

S波段高功率螺旋—圆锥喇叭阵列天线设计

张英静  
【摘要】: 随着高功率微波技术的发展,高功率微波天线的作用逐渐受到人们的重视,作为高功率微波系统的终端,其优劣直接决定了高功率微波系统的性能。在高功率微波领域,电磁波具有功率高、输出模式为旋转轴对称模等特点,因此对高功率微波天线提出了特殊的要求。为此,国内外学者进行了大量的研究工作,提出了模式变换器加辐射喇叭、Vlasov天线、模式转换天线以及高功率径向线阵列天线等型式。高功率径向线阵列天线是近年来发展起来的,在高功率微波辐射技术领域具有其独特的优势,可实现天线的高功率容量、高效率、小型化及圆极化定向辐射。 高功率径向线螺旋阵列天线采用短螺旋天线作为辐射单元,使用径向线为馈电波导,采用新型耦合探针实现从径向线到单元天线的馈电,通过调节耦合探针的耦合量以及转动短螺旋单元天线达到预定的激励幅度和辐射相位,从而实现微波的定向辐射。整个天线内避免介质的出现,并采用天线罩进行真空密封,使天线达到较高的功率容量。 作为阵列天线的辐射单元,短螺旋天线之间不可避免地存在互耦作用,而互耦效应的存在会影响天线阵的辐射性能。因此在设计阵列天线时,应尽量减小单元间的互耦。有研究指出,螺旋天线和圆锥喇叭相结合构成的螺旋-圆锥喇叭天线,可以有效地降低螺旋天线的副瓣电平,该天线在用作阵列天线的单元时,能够有效减小互耦。但是过去的研究中采用的是长螺旋,为了减小天线的轴向尺寸,同时利用螺旋-圆锥喇叭天线互耦较小的特点,可以考虑将短螺旋与圆锥喇叭天线相结合,组成适用于高功率径向线阵列天线辐射单元的短螺旋-圆锥喇叭天线。 用于高功率微波辐射的天线必须具有较高的功率容量,一般要对天线进行部分或整体真空封装。对于短螺旋单元天线组成的阵列,须用天线罩对阵列天线进行整体封装。当阵列天线阵面口径较大时,天线罩加工困难,不便于进行密封。而短螺旋-圆锥喇叭天线则可以利用介质片和圆锥喇叭对每个单元天线进行封装,实现单元级的密封。因此研究适用于高功率阵列天线应用需求的短螺旋-圆锥喇叭天线,具有重要的现实意义。 本文首先对短螺旋-圆锥喇叭天线用作高功率径向线阵列天线辐射单元的可行性进行了研究。通过数值模拟分析不同间距下的短螺旋-圆锥喇叭天线的互耦大小,并与短螺旋天线的互耦大小进行比较,给出了短螺旋-圆锥喇叭天线减小互耦必须满足的基本条件。在此基础上,设计了口面直径为1λ的可用于阵列天线组阵的短螺旋-圆锥喇叭天线。该天线的增益与同等口面下的短螺旋天线相比提高了1dB,副瓣电平降低了约7dB;该天线的互耦大小与相同情况下的短螺旋天线相比降低了约3dB,一定程度的减小了单元之间的互耦。 其次,利用设计得到的短螺旋-圆锥喇叭天线作为辐射单元,设计了一个S波段的高功率单层径向线阵列天线。阵列天线的布局采用2圈等间距同心圆环阵列,各圈的间距相等且为一个波长,每圈的单元数分别为6和12。通过对耦合探针、馈电网络等进行合理的优化设计,得到的阵列天线在中心频率下的反射系数0.05,轴向轴比0.96,增益为22.16dB。最后,分为真空状态部分以及真空与大气交界面部分,对阵列天线的功率容量进行了模拟分析。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 艾水;;阵列天线结构[J];电子机械工程;1993年05期
2 胡锦林,林世明;阵列天线波束形状转换的方法[J];电波科学学报;1994年04期
3 崔金辉,杨莘元;超低副瓣阵列天线不同扫描角度幅相误差影响的研究[J];哈尔滨工程大学学报;2004年06期
4 吴群英,肖先赐;无线时空信道模型[J];电子与信息学报;2005年03期
5 焦永昌;杨科;陈胜兵;张福顺;;粒子群优化算法用于阵列天线方向图综合设计[J];电波科学学报;2006年01期
6 王新;蔡磊;;阵列天线互阻抗矩阵测量的新方法[J];应用科技;2006年07期
7 刘洪;王玉峰;周正;蒋挺;庞伟正;;异构多种群双交换遗传算法综合矩形平面阵列[J];弹箭与制导学报;2007年02期
8 于斌;刘海波;;阵元位置误差对阵列天线等效辐射功率的影响[J];通信对抗;2007年03期
9 孙绍国;;一种阵列天线赋形波束综合方法[J];火控雷达技术;2009年01期
10 邹曙光;;基于ε近似算法的QPSK空-时联合多用户检测[J];广西通信技术;2011年01期
11 邹曙光;;基于ε近似算法的空时多用户检测[J];山西电子技术;2011年03期
12 王欣;刘庆想;;L波段高功率线极化径向线阵列天线优化设计[J];电波科学学报;2009年04期
13 肖扬,鲁凌云;UTRA TDD模式与时间切换波束形成相结合的WCDMA系统容量[J];铁道学报;2003年03期
14 吴春光,杨世海,万建伟;基于降低多径误差的阵列天线波束形成技术[J];兵工自动化;2003年03期
15 俄广西,蒋谷峰;阵列天线通道误差的盲校正[J];系统工程与电子技术;2005年03期
16 ;天线与天线阵[J];电子科技文摘;2006年03期
17 杨维;李世明;颜永庆;程时昕;;阵列天线多载波DS-CDMA系统基于子空间的信道估计[J];信号处理;2006年06期
18 陈天禄;郭燕红;;阵列天线方向图的MATLAB实现[J];西藏大学学报(自然科学版);2010年01期
19 龚树军;王建;;一种基于DFP-BFGS算法的阵列天线波束赋形方法[J];微波学报;2010年05期
20 黄松浦;;用于大型阵列天线的零点指向控制技术[J];现代雷达;1981年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 束咸荣;;非同向极化阵列天线辐射场[A];1995年全国微波会议论文集(上册)[C];1995年
2 张德斌;;阵列天线的天馈一体化研究与应用[A];1997年全国微波会议论文集(下册)[C];1997年
3 刘延利;杨文晖;;非阵列天线阵用于姿态测量[A];中国空间科学学会空间探测专业委员会第十六次学术会议论文集(下)[C];2003年
4 姜文;李超;刘英;龚书喜;艾浩;;新型一体化MIMO阵列天线[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2011年
5 刁跃龙;郭庆华;廖桂生;;一种基于自适应阵理论的方向图综合方法[A];信号与信息处理技术——第一届信号与信息处理联合学术会议论文集[C];2002年
6 蔡亚星;李伟明;尚飞;任武;薛正辉;高本庆;;双种群遗传算法进行阵列天线综合[A];2005'全国微波毫米波会议论文集(第三册)[C];2006年
7 朱旗;况泽灵;刘伟丰;芦伟;姜开利;;碳纳米管阵列辐射的实验研究[A];2009年全国天线年会论文集(下)[C];2009年
8 林金才;;介质加载圆锥喇叭的混合模特征方程[A];1995年全国微波会议论文集(上册)[C];1995年
9 王玲;李校林;;阵列天线输出自相关矩阵及其误差分析[A];现代通信理论与信号处理进展——2003年通信理论与信号处理年会论文集[C];2003年
10 袁飞;乐铁军;龙小专;;阵列天线互耦补偿技术研究[A];2009年全国天线年会论文集(上)[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 吴微微;高效率紧凑型阵列天线理论与技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
2 王欣;高功率线极化径向线阵列天线研究[D];西南交通大学;2010年
3 张健穹;高功率高增益径向线螺旋阵列天线研究[D];西南交通大学;2011年
4 张鹏飞;隐身技术中的雷达截面预估与控制[D];西安电子科技大学;2008年
5 杨彦炯;阵列天线与毫米波紧缩场天线研究[D];西安电子科技大学;2011年
6 张厚;智能天线阵列中的若干技术研究[D];西安电子科技大学;2003年
7 叶剑锋;基于免疫优化算法的阵列天线综合的研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
8 李相强;高功率径向线螺旋阵列天线研究[D];西南交通大学;2008年
9 王安定;基于阵列信号处理的空间多目标跟踪[D];浙江大学;2010年
10 王韬;基于阵列天线的空中目标搜索与跟踪[D];重庆大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张英静;S波段高功率螺旋—圆锥喇叭阵列天线设计[D];西南交通大学;2010年
2 李立哲;螺旋阵列天线作为高功率微波馈源的可行性研究[D];西南交通大学;2010年
3 王颖;阵列天线间耦合模型研究[D];武汉理工大学;2012年
4 任国敏;低副瓣雷达阵列天线与有源相控阵研究[D];西安电子科技大学;2011年
5 洪宇光;SVM在阵列天线领域的应用研究[D];浙江大学;2004年
6 谢磊;基于阵列天线的通信屏蔽仪的设计与研究[D];青岛理工大学;2011年
7 殷立新;分形阵列天线研究[D];西安理工大学;2010年
8 孙犇;阵列天线RCS快速精确计算[D];南京航空航天大学;2011年
9 田文明;电可控FSS及其与阵列天线集成技术的研究[D];电子科技大学;2011年
10 张琳;网格阵列天线的研究与设计[D];山西大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 王迅;江苏奇能:4亿元投向“绿色电池”[N];中国有色金属报;2008年
2 山东 杜军;高功率恒光控制电路[N];电子报;2001年
3 冯锦;高功率开创的节能“大空间”[N];中国电力报;2007年
4 王雷;终极“杀手”从蘑菇云中诞生[N];解放军报;2007年
5 ;散热问题持续困扰高功率白光LED的应用[N];电子资讯时报;2007年
6 陈淑玲;茂达电子新推白光LED驱动IC[N];中国电子报;2008年
7 梁立明 DigiTimes;艾笛森发布250流明高亮度单芯片白光LED[N];电子资讯时报;2007年
8 记者 陈勇、通讯员 周宏亮、胡安慰;“光谷激光”与世界巨头并肩称雄[N];湖北日报;2006年
9 李存才;低噪音发电车京城亮相[N];中国财经报;2007年
10 ;可挠式基板在LED布线用基板中应用越来越广[N];电子资讯时报;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978