赋形印刷阵列及流星余迹通信天线研究.pdf

西安电子科技大学博士学位论文赋形印刷阵列及流星余迹通信天线研究姓名：雷娟申请学位级别：博士专业：电磁场与微波技术指导教师：傅德民20080901摘要印刷天线因其自身优点而广泛应用在雷达、通信等许多领域这些应用不仅理论和工程意义。另一方面作为卫星通信、短波通信等通信方式的必要补充流星余迹通信谻殉晌O执秸囊恢钟蓖ㄐ疟Ｕ鲜侄尾⒃嚼丛绞艿街厥印６兄瞥鍪视工作包括以下方面：隽烁承握罅刑煜卟ㄊ淖酆戏椒ā８梅椒ǚ直鹩τ肨酆戏ê最小二乘综合法设计方位面低副瓣波束和俯仰面超余割平方赋形波束可根据指标要求确定合理的阵列阵面参数如单元数目和间距等从而为下一步的波束精确岢隽艘恢只诜辔蟛钅Ｐ偷牡降腡酆戏椒ǎ墒视糜诘副瓣波束的综合。该方法在分析单元幅相误差统计特性的基础上在波束综合迭代过程中预先考虑了单元幅相误差对副瓣电平的影响并留出适合的余量因此当天线制作过程中存在材料特性、加工以及安装等各项误差时阵列副瓣电平也可岢隽艘恢指承尾ㄊ姆窍咝浴⒍猿啤⒓浣釉际呕椒ǎ墒视糜诔割平方赋形波束的综合。本方法在满足目标波束的基础上通过在优化过程中对阵列激励系数采用对称、间接约束可使馈电网络设计量减半使相邻单元的激励幅度之比小于约束值从而馈电网络更易于实现其功率容量也得到提高。而且该间接约束方法的提出可将一个间接约束的优化问题变成无约束的优化问题从而降低了优化难度提高了计算效率。岢隽艘恢炙ú憬舸招臀⒋聪呋旌闲驼罅欣〉缤纭８猛缭诳拷输入端的前级采用了分层设计的空气带状线形式在利用其损耗小、功率容量大先将复杂馈电网络分解为若干个子网络后进行全波分析然后将每个子网络的散射矩阵进行级联从而可得到整个馈电网络的散射矩阵特性。同时该方法也可用对天线波束形状提出了特定要求而且对天线及其馈电系统的体积和重量也有比较苛刻的限制。因此研究紧凑化、轻量化的高性能赋形印刷阵列天线具有重大的其应用的高性能天线是建立起低车幕本文紧密结合科研项目研究了赋形印刷阵列天线及流星余迹通信天线。主要设计奠定基础。满足要求。等优点的同时实现了网络的紧凑化。在后级采用了微带线形式利用了其易与微带印刷振子相集成、重量轻等优点因此本文网络不仅易集成、损耗小而且结构紧凑、重量轻对天线馈电系统的小型化设计具有重要意义。隽耸视糜诖笮驼罅懈丛永〉缦低车纳⑸渚卣蠹读7治龇椒ā８梅椒ㄊ方法的有效性。开设计的思想并采用遗传算法与矩量法相结合的混合方法对赋形波束进行了优计技术。针对天线的高增益、低驻波比、低副瓣电平等要求应用矩量法与遗传算法相结合的方法对刀伟四咎煜叱ざ取⒓渚嗟炔问辛硕嗄勘暧呕杓啤芯苛擞糜诹餍怯嗉Ｍㄐ诺奶煜叩母慕问健Ｌ岢隽薠形激励振子的宽带宽至％并得到样机测试结果的验证表明该天线可满足流星余迹通信系统对宽频带的要求。更进一步本文还研究了双层垂直排阵的渭だ褡拥陌四咎提高流星余迹通信系统的通信能力具有重要意义。关键词：印刷振子阵列低副瓣波束超余割平方赋形波束全向印刷阵列流于辐射单元与馈电网络的整体特性分析。因此本文方法突破了大型馈电网络仿真对计算机资源的限制提高了计算效率和精度与测试结果的一致性验证了本文岢隽艘恢质视糜赨车载移动通信的串馈全向印刷阵列天线形式。该天线可满足水平面全向、垂直面赋形的波束要求且由于印刷平行双导线串联馈电的应用实现了天线的小型化。在天线设计过程中提出了辐射特性和阻抗特性分化设计。测试结果表明了本文方法的有效性。该印刷阵列天线已交付使用。诶斫饬餍怯嗉Ｍㄐ呕淼幕∩希芯苛耸屎系母咝詅咎煜哂呕制作了用于流星余迹通信链路试验的天线样机与整个系统集成后已成功进行了流星余迹链路通信实验。八木天线可在增益、驻波比、副瓣电平等参数都满足要求的情况下将带宽展线以及可形成四波束的平行排列的多波束天线阵列。仿真结果表明其增益相较单个天线可分别提高和这些新形式高性能八木天线的研究对进一步星余迹通信天线矩量法遗传算法。砌．．甌瓼诵也．．．．琣瓹．—瑆．／．甌’甌．瓵甀西肋甌琲甌．