宽角覆盖宽带端射天线研究.pdf

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1、宽角覆盖宽带端射天线研究张雪源2015年1月中图分类号：UDC分类号：宽角覆盖宽带端射天线研究作者姓名张雪源学院名称信息与电子学院指导教师薛正辉副教授答辩委员会主席孙厚军教授申请学位工学硕士学科专业电子科学与技术学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年1月Theresearchofwide-anglecoveragewide-bandend-fireantennaCandidateName：ZhangXueyuanSchoolorDepartment:InformationandElectronicsFacultyMentor:Vice-Prof.XueZhenghui

2、Chair,ThesisCommittee：Prof.SunHoujunDegreeApplied:MasterofPhilosophyMajor：Electromagneticfield&MicrowavetechnologyDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证

3、书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要近年来，电磁技术在通信、探测、导航等各大领域得到了广泛应用，天线作为无线通信系统中能量转化的桥梁，它的性能对整个系统的运行起到了决定性的作用。随着在军用民用领域应用的不断扩展，对天线设计的要求也提出了更高的指标要求，如更宽的带宽、更高的增益、更小的尺寸、更适合要求的3dB波束宽度等。在雷达探测系统中，尤其是在高速运动载体的雷达系统中，对天线与载体共形提出了一定要求，端射结构可以很好地满足这一要求。在宽角扫描端射阵列中，单

4、元的3dB波束宽度得到展宽是展宽阵列扫描角度的必要条件。随着系统的不断扩充，常常需要在多个频段保持工作。宽带天线的使用大大地降低了系统的复杂度，满足宽带化雷达及软件无线电需求。因此，从空间覆盖及频率覆盖的角度来说，设计宽角覆盖宽带端射天线具有重要意义。本文在渐变槽天线和八木天线的基础上，深入研究探索，将宽角、宽带技术结合到端射天线上，设计了几种具有宽角覆盖宽带端射性能的端射天线。本文首先介绍了端射基本概念，总结了通常设计中展宽带宽及波束宽度的几种方法，选择渐变槽天线与八木天线作为研究对象。对于渐变槽天线，由其基本原理入手，详细探讨直线型渐变槽天线各设计参数对宽角宽带性能影响。

5、之后，对带有特定阻带的渐变槽天线进行了重点分析研究。给出了设计带有特定阻带的直线型渐变槽天线的一般方法。最后，设计出一款带宽覆盖3-10GHz，H面波瓣宽的覆盖107°的端射式直线型渐变槽天线，并且设计出三款带有特定阻带的宽带宽角端射天线。对所设计天线给出了实际测量结果及数据分析。对于八木天线，由传统金属柱型八木天线设计原理入手，详细探讨了其平面化的方法，针对两种不同馈电方式的平面八木结构分别进行了设计。对设计结构的宽带宽角性能进行了讨论分析。设计出一款中心频率为8.5GHz，增益大于7dB，阻抗带宽近50%，E面3dB波瓣宽度84°，H面3dB波瓣宽度近100°的宽角覆盖宽

6、带端射天线。在要求一定小型化及高增益的条件下，设计出两款带有反射板的平面八木天线，并对所设计天线给出了实际测量结果及数据分析。关键词：宽带；宽角覆盖；端射；渐变槽天线；八木天线；高增益I北京理工大学硕士学位论文AbstractInrecentyears,electromagnetictechnologyhasbeenwidelyappliedincommunication,detection,navigationandothermajorareas.Asabridgeofenergyconversionwirelesscommunicationsystem,antennaha

7、stheabsoluteinfluenceonthewholesystem.Alongwiththeapplicationinmilitaryandcivilianfieldcontinuestoexpand,antennadesignrequirementsarealsoputforwardhigher,suchaswiderbandwidth,highergain,smallersize,moresuitable3dBbeamwidthetc.Radarsystemputsforwardthereq