微带天线设计与天线测量系统构建

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1、分类号IN922ll1)f1工学硕士学位论文学予f)2fJ40l∞话缓微带天线设计与天线测量系统构建硕士生姓名尹文禄学科专业电子科学与技术研究方向毫米波与微波技术指导教师毛钧杰教授柴舜连副教授国防科学技术大学研究生院二oo四年十一月国防科学技术大学研究生院学位论文摘要本文分析了一种新型的微带天线阵一加权角馈微带天线阵，分别研究了正菱形和五边形贴片单元形式。为了降低天线的副瓣，本文从E、H面分别采用不同的电流加权方法。在H面，对于正菱形单元线阵，通过调整单元贴片的插入宽度，来改变贴片的输入阻抗，从而使

2、各贴片上的电流幅度满足泰勒分布；对于五边形单元线阵，通过调整各单元的宽度，以达到同样的目的。在E面通过变换段方法改变馈线上的电流分布。实验结果表明，这两种方法降低了天线阵的副瓣，满足了给定的天线性能指标。另⋯+方面，为了检测设计的天线性能，论文的后半部分构建了天线自动测量系统来测量天线的幅度方向图。根据天线测量原理得到了天线测量系统的总体框图，然后从硬件和软件两个方面实现了天线测量系统的构建。硬件设计包括单片机AT89C51控制步进电机、天线测量放大器的设计和数据采集电路的实现。软件部分包括单片机控

3、制程序、单片机与主控计算机之问的串口通信以及接收数据处理模块，最后设计了测量可视化软件。实验证明，该系统工作稳定可靠，完全满足天线自动测景的要求。关键词：加权角馈微带天线阵，低副瓣，天线自动测量系统，AT89C,51，步进电机，天线测量放大器．数据采集，串口通信国防科学技术大学研究生院学位论文ABSTRACTInthearticle，anewmicro—stripantennaarray，whichiscalledWeightedCorner—fedMicro—stripAntennaArray，i

4、sanalyzed，andthepatchshapesin01udesquare—rhombusandpentagon．Inordertoreducethelevelofantennaside—lobe，twodifferentmethodsofweightingcurrentareusedi11E、Hplanes．InHplane．tothesquare—rhombusarray，theinputimpedancesofantennaunitsarechangedbyadjustingthejun

5、ctionwidthsofthepatches，whichmakesthecurrentamplitudedistributioncomplywithTaylordistributionprinciple：andtothepentagonarray，adjustingthewidthsofthepatchesalsocangetthesameaim．InEplane．thecurrentdistributionischangedbyusingthetransformationsectionweigh

6、tedmethod．Theexperimentalresultsshowthatthelevelofantennaside-lobeisreducedbybothmethods，satisfyingtherequestoftheantennadesign．Furthermore，inordertotestthedesignedantennas，thelatterpartofthearticlegivesthedesignoftheAuto—MeasuringSystemforAntennatoget

7、theamplitudepatternsofthetestedantennas．Throughtheprincipleofantennameasurement，thewholeframeworkofthesystemisgotten．Then，detailedmethodsofdesigningsoftwareandhardwarearealsoprovided．Thehardwaredesignincludesthreeparts：AT89C51controllingsteppingmotor，t

8、hedesignofAmplifierforAntenna-Measurementandtherealizedcircuitfordatasampiing．AndthesoftwareincludesMCScontrolprogram，SerialCommunicationbetweenMCSandcontrolcomputer，thedisposingmoduleforreceiveddata．Eventuallyvisual-measurementsoftware