射频仿真目标阵列宽带天线研究与设计

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1、中图分类号：TN822论文编号：102870416-SZ015学科分类号：080904硕士学位论文射频仿真目标阵列宽带天线研究与设计研究生姓名彭江露专业类别工程硕士专业领域电子与通信工程指导教师周永刚副教授南京航空航天大学研究生院电子信息工程学院二О一五年十二月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofElectronicandInformationEngineeringResearchandDesignonTargetArrayWide

2、bandAntennainRFSimulationSystemAThesisinElectronicsandCommunicationEngineeringbyJiangluPengAdvisedbyAssociateProf.YonggangZhouSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringDecember,2015承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和

3、致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学全日制专业学位硕士学位论文摘要随着射频仿真技术的快速进步，仿真系统目标阵列中天线也正朝着小型化、宽带化、功能多样化的方向发展，因此，适用于射频仿真系统的小型化宽带天线的研究具有重大意义。根据射频仿真系统对天线

4、的指标需求，本文分别对宽带圆极化平面Archimedes螺旋天线、宽带双极化喇叭天线进行了研究与设计。本文主要工作内容与所涉及的创新点主要包括以下几个方面：1．研究和设计了一款工作于0.4~3GHz的平面Archimedes螺旋天线。该天线将臂宽与臂间距相等的双臂Archimedes螺旋线作为辐射单元，具有自补特性，能够实现宽带内的阻抗匹配；采用渐变微带巴伦对辐射单元进行馈电，并针对其纵向尺寸较大的缺点进行了小型化改进，将直线型微带巴伦改进为弯折的曲线型微带巴伦；同时，为使得天线能够单向辐射，设计了反射背腔。仿真结果表明，在0.4~3G

5、Hz频带内，驻波比均低于2，辐射方向图没有波瓣分裂，且带内增益平稳。最后对小型化馈电结构的螺旋天线进行了实物制作和测试，测试结果与仿真结果基本吻合。2．研究和设计了一款工作于0.4~2GHz的宽带双极化圆喇叭天线。采用四脊波导双馈电来实现圆喇叭天线的宽带化和双极化特性，并针对此频段内天线尺寸过大的缺点进行了相应的改进，保持喇叭段及脊片结构大小形状不变，将天线按照所要求的尺寸截断，并在截面脊片上进行圆弧加载，从而在保证设计指标的前提下实现了天线的小型化。仿真结果表明，在0.4~2GHz频带内，天线两个端口驻波比均低于3，端口隔离度大于30

6、dB，辐射方向图没有波瓣分裂，具有良好的辐射特性。然后根据最终模型对0.4~2GHz小型化双极化喇叭天线进行了实物制作和测试，测试结果与仿真结果吻合良好。3．研究和设计了一款工作于20~50GHz的宽带双极化圆喇叭天线。与第二款天线类似，同样采用四脊波导双馈电来实现天线的宽带化和双极化，并针对天线增益低于设计指标的不足对天线进行改进，保持脊片结构尺寸不变仅增加喇叭段长度。仿真结果表明，在20~50GHz频带内，两个端口驻波比均低于2.5，端口隔离度大于20dB，并且除了少数频点增益大于18dBi之外，带内其他频点增益均大于20dBi，且

7、辐射方向图没有波瓣分裂。最后按照天线尺寸对改进后的双极化喇叭天线进行了实物制作和测试，测试结果达到技术指标要求。关键词：宽带天线，圆极化，双线极化，Archimedes螺旋天线，四脊喇叭天线i射频仿真目标阵列宽带天线研究与设计ABSTRACTAstherapiddevelopmentofRFsimulationtechnology,antennaofthetargetarrayinRFsimulationsystemisbecomingsmaller,wide-bandandmulti-functional.Thus,it’sofgre

8、atsignificancetoinvestigatetheminiatureandwidebandantennawhichissuitableforRFsimulationsystem.According