机载天线方向图畸变分析与补偿方法研究

摘要

作为飞机通信系统中传输和接收信息的器件，机载天线是必不可少的。机载天线的好坏直接决定着飞机通信系统的质量过关与否。对于天线而言，由于其复杂边界条件的外形环境以及机载天线间的互相耦合，机载天线的辐射方向图通常会发生畸变，使得天线的辐射性能受到严重的影响，无法满足最初设计的要求。考虑实际的需要，通常要求天线具有高定向、宽角度波束等辐射特性，这时候简单的单个辐射天线往往难以达到工程目标，所以我们解决这些问题的主要方法之一就是采用阵列天线，实现所需要的天线辐射性能。本文主要针对通信系统中的机载天线技术进行了研究，分别采用了刀型天线阵列实现垂直极化端射方向图以及采用共形微带阵列实现宽波束辐射的方向图。
　　本论文主要基于机载天线方向图畸变与补偿方法做出了分析与研究，具体主要内容包括：
　　1.首先，主要讨论了常用的机载天线的主要天线形式，对垂直放置于理想导电平面的单极子天线及其阵列作了相关理论的分析和论述，微带天线及其共形微带阵列的相关理论的分析和论述，并研究了飞机上多天线系统的耦合问题。
　　2.紧接着采用单极子天线作为机载刀型阵列天线的原型，通过适当地加载无源引向器和无源发射器，增加有源振子，可以提高天线的增益，增强天线的方向性，实现了端射天线，与此同时，利用阵列形式的布局，通过距离隔离，在保证天线增益的同时，降低有源振子间的耦合，实现了一种非线性排布的十刀机载天线。
　　3.最后采用微带天线，利用机身作为共形平台，设计了机载共形微带阵列，合理设计微带单元之间的距离，实现宽波束的辐射特性，与此同时，利用电磁超表面的加载，即利用连接型的CSRR结构达到抑制表面波来降低共形微带阵列单元间耦合的目的，最终设计了一种基于超表面的宽波束共形微带天线。

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第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3机载天线的特点

1.4本文主要工作和内容安排

第二章 机载天线相关理论研究

2.1飞机的电磁模型

2.2机载单极子天线及其阵列

2.3机载共形微带天线

2.4多天线系统的耦合度

2.5本章小结

第三章 机载刀型天线的方向图畸变分析与补偿方法

3.1机载刀型天线的辐射方向图畸变

3.2基于单极子阵列的方向图调控

3.3机载刀型天线单元间互相耦合研究

3.4本章小结

第四章 机载共形微带天线的方向图畸变分析与补偿方法

4.1机载共形微带天线的辐射方向图畸变

4.2基于微带阵列的方向图调控

4.3机载共形微带阵列天线单元间互相耦合研究

4.4本章小节

第五章 总结与展望

参考文献

致谢

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