宽带阵列天线及其波束形成研究

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1、分类号密级UDC编号桂林电子科技大学硕士学位论文题目宽带阵列天线及其波束形成研究（英文）StudyonBroadbandArrayAntennaandItsBeamforming研究生姓名:张鹤指导教师姓名、职务:曹卫平副教授申请学位门类:工学硕士学科、专业:电磁场与微波技术提交论文日期:2011.04论文答辩日期:2011.062011年4月13日万方数据独创性（或创新性）声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表

2、或撰写过的研究成果；也不包含为获得桂林电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。本人签名：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解桂林电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属桂林电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为桂林电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文

3、的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。（保密的论文在解密后遵守此规定）本学位论文属于保密在____年解密后适用本授权书。本人签名：日期：导师签名：日期：-2-万方数据<摘要摘要为了保证通信质量和信息保密性，在军事通信中广泛采用跳频扩频技术，随着跳频扩频技术的发展，跳频的宽度与速度越来越大，要求配套的天线系统必须具有较宽的工作带宽。另外，由于军事无线通信的数据量快速增加以及抗干扰的需求，使得提高无线资源的频谱利用率成为一个亟须解决的问题。针对以上问题，宽带阵列天线的研究已经成为一个具有重大理论意义与工程实用

4、价值的课题。阵列天线由多个天线单元组成，因此分析计算阵元间的互耦问题对于研究阵列天线的性能至关重要。本文设计研究的宽带阵列天线是由具有较宽工作带宽的对称振子天线构成，该类对称振子天线具有较粗的半径，因此在应用矩量法对其进行分析时不能够再将其近似为传统的细线模型。本文将详细介绍一种分析较粗半径线天线的矩量法模型，引入新的算法有效计算线天线积分核及相关阻抗矩阵，实现对阵列互耦的精确分析。自适应阵列天线的波束形成是阵列天线研究中的一项关键技术，可以用于自适应阵列天线波束形成的众多方法中，遗传算法以其优异的全局搜索能力获得了广泛的应用。小

5、生境遗传算法能够避免算法过程中的早熟以及提高算法的局部寻优能力，所以本文应用小生境遗传算法进行阵列天线的波束形成并分别就方向图的低副瓣与零点形成进行了仿真分析。根据课题要求，设计了工作于225-500MHz的对称振子天线及其组成的均匀圆形阵列天线，采用适于较粗半径线天线的矩量法与小生境遗传算法实现了该阵列天线的波束形成及性能分析，波束形成结果与实验测试结果一致，全向辐射性能的计算结果与实验测试结果也达到设计要求，证明本文方法在宽带阵列天线设计中是有效的。关键词：宽带阵列天线；矩量法；遗传算法；波束形成-I-万方数据Abstract

6、AbstractToensurethequalityandprivacyofcommunication,frequency-hoppingtechnologyiswidelyusedinmilitarycommunications.Anditsfastdevelopmentrequiresantennasystemswithwiderband.Also,therapidgrowthofmilitarycommunications’dataandtheneedofanti-interferencemakeitanurgentprob

7、lemtoimprovethespectrumefficiencyofradioresource.Basedontheaboveissues,BroadbandArrayAntennaisbecominganimportantresearchsubjectwhichhasamajortheoreticalandpracticalvalue.Analysisandconsiderationofmutualcouplingamongantennaelementsiscriticaltotheperformanceofarrayante

8、nna.Thisarticleproposesabroadbandarrayantennawhichemploysthesymmetricdipoleantennawithawideoperatingband.Whenweapplymomentme