c波段截球面阵列天线多波束形成研究

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1、密级桂林电子科技大学硕士学位论文题目C波段截球面阵列天线多波束形成的研究（英文）StudyontheBeam-formingofC-BandSphericalArray研究生学号:102021401研究生姓名:黄明华指导教师姓名、职务:姜兴教授申请学科门类:工学硕士学科、专业:电磁场与微波技术专业提交论文日期:2013年4月论文答辩日期:2013年6月独创性（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

2、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

3、在____年解密后适用本授权书。本人签名：日期：导师签名：日期：摘要摘要为了满足现代应急通信系统进行全方位通信的需求，这就要求天线阵的波束覆盖范围满足方位角360°，俯仰角90°的覆盖需求，且具有较高的增益。传统的平面相控阵天线已无法达到要求，因为传统的平面相控阵天线通常只能覆盖俯仰面60°的空间范围。为了满足上述需求，本文采用了共形截球面阵技术，通过子阵划分和单元复用产生多波束，只需较少的单元，即可使其波束在俯仰面的覆盖范围达到90°，方位角达到360°，并在此范围还可以保持天线较高的增益，且可以大大减小天线阵的尺寸和成本。截球面阵单元使用的是圆极化天线单元，工作带宽为4.5GHz

4、~5.1GHz，采用的是正交耦合馈电方式。截球面阵总共由19个单元构成，19个单元分三层分布在截球面上。将半空间的覆盖区域划分成25个子空间，为了满足截球面阵的波束覆盖需求，采用子阵划分技术，将球面阵划分为25个子阵，每个子阵产生一个波束，每个波束覆盖一个子空间。为了使子阵产生所需要的波束，改变子阵单元激励电流的幅度和相位。采用自适应算法和遗传算法对子阵进行波束综合，综合出子阵单元的幅相加权系数。为了进一步改善子阵方向图和使仿真结果更准确，使用了联合仿真的方法，即将算法综合出的子阵单元的幅相加权系数代入电磁仿真软件进行仿真，通过微调加权系数适时的改善子阵的方向图。从仿真结果可以看出，

5、子阵的主波束指向达到要求，即刚好指向对应的子空间。子阵的波束宽度达到30°，可以覆盖其对应的子空间范围。通过切换25个波束，最后在方向覆盖(090)的范围，在方向覆盖(0360)的范围。在截球面阵的设计基础上，完成了截球面阵列天线的加工和初步测试，实测结果表明天线子阵取得了21%的相对阻抗带宽，且实测方向图与仿真的结果吻合较好。关键字：截球面阵；子阵划分；多波束形成；自适应波束形成算法；遗传算法IAbstractAbstractInordertomeettheneedsoffullrangeofcommunicationofthemodernemergencycomm

6、unicationsystem,itrequiresthebeamcoverageoftheantennaarraytomeettheneedsof360°azimuthand90°pitchangleandhasahighergain.Theconventionalplanarphasedarrayhasbeenunabletomeettherequirementsduetoitcanusuallyonlycover60°pitchsurfacespace.Inordertomeettheaboverequirements,theconformalsphericalarraytec

7、hnologyisusedinthispaper.Thesub-arrayisdividedbytheunitmultiplexinginthecaseoflessantennaunits,andthebeamsarewellmeettheneedsofthebeamcoverageof360°azimuthand90°pitchangle,thesizeandcostoftheantennaarrayisalsoreducedandthegainofth