飞行器载体共形天线设计与仿真研究

《飞行器载体共形天线设计与仿真研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文飞行器载体共形天线设计与仿真研究THEDESIGNANDSIMULATIONOFCONFORMALANTENNAFORAIRCRAFTCARRIER尹伟伟哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TN82学校代码：10213国际图书分类号：621密级：公开工学硕士学位论文飞行器载体共形天线设计与仿真研究硕士研究生：尹伟伟导师：宋立众教授申请学位：工学硕士学科：信息与通信工程所在单位：信息与电气工程学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TN82U.D.C:621Dissertationforthe

2、MasterDegreeinEngineeringTHEDESIGNANDSIMULATIONOFCONFORMALANTENNAFORAIRCRAFTCARRIERCandidate：YinWeiweiSupervisor：Prof.SongLizhongAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：InformationandCommunicationEngineeringAffiliation：SchoolofInformationandelectricalengineeringDateo

3、fDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着信息化作战技术的不断升级，为了提高战斗能力、生存能力，飞行器上的各电子部件越来越朝着体积小、质量轻、性能高等方向发展。弯曲附着在飞行器载体表面的共形天线，不仅节省了安装空间，还符合飞行器的空气动力学特性，减小了空气阻力。本文以飞行器为载体设计了共形微带天线阵列及共形超宽带折叠缝隙对数周期天线。主要研究内容如下：首先，设计了传统寄生贴片加载的微带天线单元，并将其组成22微带

4、天线阵列，仿真结果表明天线增益达到7.56dB。为提高天线增益，在寄生贴片加载的微带天线单元中加载电磁带隙结构（EBG），因EBG结构具有带阻特性，能够抑制某些频带内的电磁波传播，进而提高特定频带内的天线增益。将其组成22微带天线阵列，仿真结果表明该天线阵列比传统寄生贴片加载的微带天线阵列增益提高了2dB。最后设计了基于EBG的寄生贴片加载的共形微带天线阵列，仿真结果表明该共形天线阵列满足天线设计要求。其次，根据对数周期偶极子天线（LPDA）的基本原理，设计了共面波导馈电的折叠缝隙对数周期天线（LPFSA）。通过改进共面波导馈电方式解决了LPFSA天线阻抗

5、不匹配问题。通过在LPFSA的折叠缝隙单元中加载相位槽，进一步改善了天线低频端的驻波特性。对相位槽加载的LPFSA进行加工测试，测试结果表明在1：9倍频程的阻抗带宽内（即，2GHz~18GHz），驻波比小于3.5，与仿真结果吻合良好。最后设计了基于相位槽加载的共形LPFSA，仿真结果表明共形LPFSA与平面LPFSA的性能基本相同。最后，设计了基于分形技术的小型化LPFSA，分形结构可以增加该天线低频端的有效电长度，从而天线尺寸缩小了33.3%。通过对分形LPFSA进行加工测试，测试结果表明在2GHz~18GHz阻抗带宽内，驻波比小于3.5。在分形LPFSA

6、的基础上采用电阻加载技术，进一步改善了天线低频端的驻波特性，实现了驻波比小于3.5时，1：22.5倍频程的阻抗带宽。最后设计了基于电阻加载的小型化共形LPFSA，仿真结果表明共形小型化LPFSA与平面小型化LPFSA相比低频端驻波比轻微恶化，但依然满足整个频带内驻波比小于3.5。关键词：共形天线；EBG结构；LPFSA；分形技术；电阻加载技术-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentoftheinformationbattletechnology,theelectroniccomponentshavingsmal

7、lersize,lighterweight,higherperformancearepreferredintheaircraftinordertoimprovethecombateffectivenessandsurvivability.Theconformalantenna,attachedtothesurfaceoftheaircraftcarriers,cansavetheinstallingspaceandreducetheairresistance.Inthispaper,aconformalmicrostripantennaarrayandaco

8、nformalultrawidebandlogper