Ku波段微带阵列天线的设计与阵列天线的综合研究

摘要

本文首先研究了一种可用于Ku波段卫星通信的宽频带双极化微带天线阵的设计。双极化微带单元采用两个相互垂直的“H”形槽耦合馈电的结构，天线两种正交的线极化状态分别由两个“H”形口径产生。结果显示这种结构的天线频带宽、隔离度高，交叉极化性能也很好。然后利用此双极化单元分别设计了并联馈电及串联馈电的八元均匀直线阵。之后还设计了两种方式馈电的低副瓣电平一维阵列，详细介绍了不等分馈电网络的设计，仿真的结果表明，天线阵性能满足设计要求。此后，基于阵列天线的基本理论，详细分析了以八元一维阵为子阵的平面阵。 本文另一部分主要的工作是基于遗传算法的阵列天线综合，遗传算法以其独特的优点，很适合于解决天线阵综合这类复杂的非线性优化问题。本文在遗传算法原理和传统综合方法的研究基础上，重点研究了实数遗传算法在阵列天线低副瓣综合、方向图赋形综合和方向图置零这三类综合问题中的应用，并给出了不同条件下的仿真算例，计算结果表明，基于遗传算法的阵列综合达到了很好的效果。

目录

文摘

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声明

1绪论

1.1研究背景

1.2宽带双极化微带天线

1.3基于遗传算法的天线阵综合

1.4本文研究内容和结构安排

2宽带双极化微带天线单元及阵列的分析与设计

2.1微带天线基本理论

2.1.1微带天线的宽带技术

2.1.2微带天线双极化技术

2.1.3微带天线的分析方法

2.2微带天线单元的仿真设计

2.2.1天线单元的结构

2.2.2仿真结果及分析

2.3均匀天线阵列的设计

2.3.1串联馈电和并联馈电介绍

2.3.2并联馈电八元均匀直线阵的设计

2.3.3串联馈电八元均匀直线阵的设计

2.4低副瓣天线阵列的设计

2.4.1并联馈电低副瓣阵列的设计

2.4.2串联馈电低副瓣阵列的设计

3阵列天线的分析及传统综合方法

3.1天线的基本参数

3.2阵列天线的分析

3.2.1均匀直线阵列的分析

3.2.2平面阵列天线的分析

3.3传统天线阵综合方法

4基于遗传算法的阵列天线综合

4.1遗传算法概述

4.1.1遗传算法的基本概念和特点

4.1.2遗传算法的基本流程

4.1.3实数遗传算法与二进制遗传算法的比较

4.2基于遗传算法的阵列综合方法介绍

4.2.1基于遗传算法的阵列综合的原理与步骤

4.2.2目标函数的选择

4.3遗传算法综合低副瓣直线阵

4.3.1不考虑单元方向图的八元直线阵

4.3.2考虑单元方向图的八元直线阵

4.3.3十六元直线阵

4.4基于遗传算法的赋形波束综合

4.4.1扇区波束综合

4.4.2余割平方赋形波束综合

4.5基于遗传算法的阵列天线方向图置零

4.5.1只控制幅度的方向图置零

4.5.2只控制相位的方向图置零

结论

参考文献

致谢