基于卫星通信的新型半球面螺旋天线的研究

摘要

在通信技术发展迅猛的今天，移动通信已经成为人们日常生活中必不可少的一部分。卫星通信是移动通信中重要的一部分，其中天线是卫星通信的一项关键技术。因为受到电离层的法拉第旋转效应的影响，卫星通信一般采用圆极化天线。为了进一步提高天线的圆极化性能，本文提出了一种新型的半球面螺旋天线。 本文的研究工作主要为从理论和实验两个方面分析了新型的半球面螺旋天线，主要内容为： 1、系统地综述了本文的理论分析工具一细线的矩量法模型。阐述了矩量法的发展历史，比较了各种应用背景情况下的矩量法积分方程的优缺点，重点论述了本文所采用的反作用积分方程。 2、详细地论述了电磁波的极化、卫星通信天线的要求，以及应用于卫星通信上的各种天线的圆极化辐射机理，并且比较了它们各自的圆极化性能。 3、介绍了螺旋天线的发展历史，详细阐述了各种改进型的螺旋天线，并且比较了它们的各自性能。 4、从理论和实验两方面分析了半球面螺旋天线、球缺面螺旋天线，包括天线的近场特性(输入阻抗、电流分布)以及远场特性(轴比带宽、圆极化覆盖角度、E面和H面的同极化和交叉极化方向图)。重点分析了3圈下半球面螺旋天线。这个天线能产生113度的圆极化辐射角，在关心的频率范围内电阻变化很平缓，3dB轴比带宽为13.5％，增益为相对高增益的9dBi。 5、详细比较了不同圈数，同一高度的两端截取的球缺面螺旋天线，说明了圈数对球缺面螺旋天线性能的影响。并且从电流分布的结果角度去分析它的圆极化性能发生变化的原因。 6、设计了一个能够自匹配的球面螺旋天线。通过加载一矩形的铜贴片，微调铜贴片的长度、宽度、位置就可以使天线匹配到50欧姆的同轴线，并且可以使轴比带宽与VSWR带宽重合，同时没有破坏天线原有的圆极化性能。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

第二章细线的矩量法模型

第三章卫星通信天线的基本特性

第四章新型球面螺旋天线

第五章自匹配半球面螺旋天线

总结与展望

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢