口径面天线近场互耦仿真分析

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1、电子科技大学硕士学位论文口径面天线近场互耦仿真分析姓名：田殷申请学位级别：硕士专业：无线电物理指导教师：张永鸿20070501摘要随着科学技术的高速发展，在有限区域内存在多个通信电子设备的现象越来越普遍。而天线作为通信电子设备中电磁能量发射和接收的端口，最有可能形成相互的辐射干扰，即天线能量的相互耦合。若天线间的互耦较大则会影响电子设备的正常工作，甚至可能造成设备的毁坏，因此天线互耦研究已经成为电磁兼容研究领域的重要问题之一。本文分别对两种典型的口径面天线系统(角锥喇叭天线系统和旋转抛物面天线系统

2、)中的互耦问题迸行了研究，前者是由分别处在对方正半空间的两个角锥喇叭天线组成，后者是由分别处在对方背半空间的两个旋转抛物面天线组成。对这两种天线系统的互耦分析实现了空间任意位置两口径天线间的互耦计算。对于角锥喇叭天线系统，本文先介绍了喇叭天线在近轴区域近场方向图的计算方法：平面波谱法、面电流法和口径积分法，并采用口径积分法对喇叭天线的近场进行了计算。其次介绍了喇叭天线在远轴区域近场方向图的计算方法一几何绕射理论，并采用该方法对喇叭天线的近场进行了计算，最后以两个相同尺寸的角锥喇叭天线为例计算了其E

3、面和H面内的近场耦合。对于旋转抛物面天线系统，本文首先将坐标变换引入几何绕射理论两点法，求出了发射天线口径边缘上的绕射点。接着通过边缘绕射场的计算公式得到接收天线口径边缘上的接收场。然后采用等效边缘电、磁流法求得接收馈源口径面上的接收场，进而得到接收功率。最后根据功率耦合的定义推导出了耦合系数的表达式。将计算过程中所得到的一些结果与某些电磁仿真软件的仿真结果相比较，发现具有较好的一致性，为最后的互耦计算结果的正确性奠定了一定的基础。从对计算结果的分析中可以看出，通过调整天线系统中两天线的相对位置关

4、系，可以有效地降低天线间的互耦，使其满足电磁兼容性要求。因此计算结果对多天线系统的安装布局具有指导作用。关键词：口径天线，近场互祸，口径积分法，坐标变换，几何绕射理论，等效电磁流法(ECM)AbstractThephenomenathatmanyelectronicapparatusareplacedinalimitedareabecomemoreandmorecommonalongwiththescienceandtechnologyisdevelopedrapidly．Asthemaintra

5、nsmittingandreceivingportofelectromagneticpower,itiseasiesttoformthemutualinterferingbetweentwoantennas．namelypowermutualcoupling．111emutualinterferingbetweenantennascallaffectthefunctionofelectronicapparatus，evendestroytheapparatus．Sotheresearchonant

6、ennamutualcouplinghasbeenoneofimportantproblemsintheareaofElectromagneticCompatibility．Thethesisfocusesontheresearchonthemutualcouplingabouttwotypicalapertureantennassystem，pyramidalhemsystemandparaboloidantennassystem，respectively．Theformeriscomposed

7、bytwopyramidalhemswhichareplacedinface—to-faceconfiguration，andthelateriscomposedbytwoparaboloidantennaswhichareplacedinback—to-backconfiguration，respectively．Throughtheanalysisofmutualcouplingtothetwoantennasystem，theproblemofcalculationthepowercoupl

8、ingbetweentwoantennaswhichareplacedinanypositionissolved．Asforpyramidalhemsystem，thethesisfirstlydiscussesthreemethodsusedtocomputeantennaradiationpatterninthenear-axiszone：PlaneWaveSpectrum，SurfaceCurrent，andApertureIntegration．Asallexample,t