超短波宽带全向天线与抗干扰阵列研究

摘要

本文结合科研课题和实际应用的需要，围绕超短波宽带全向天线和超短波抗干扰阵列系统进行了研究。本文的具体研究内容如下：
　　1、超短波宽带大功率通信天线的研究。针对通信需求研究了超短波全向天线在大功率条件下实现宽带和高效率性能的技术和解决方案。设计了两种不同极化形式的全向天线。其一，水平极化全向天线，采用组合圆环天线形式，提出了改变天线振子结构形式的设计，实现了天线的宽带工作。并且针对车载和固定站两种不同的应用要求，分别设计了天线单元单独工作的形式和天线单元组阵工作的形式。天线单元的仿真的相对带宽达到30％。其二，垂直极化全向天线，采用印刷偶极子天线形式，提出了一种新型的电磁耦合馈电结构，实现了天线的宽频带和高效率性能。天线样机的测试结果显示天线的相对带宽达到34％，天线水平面增益大于2.2dBi，天线水平面不圆度小于0.3dB。
　　2、超短波机载共形宽带全向天线的研究。结合理论设计了一副超短波宽带共形天线，研究了共形单极子天线的宽频带工作的相关技术。在本章对共形天线设计中，提出了缝隙耦合加载和宽带匹配网络相结合的方式，实现了天线宽频带工作特性，并且所提出天线可采用印刷工艺与载体蒙皮共形一体化制造。研究中重点研究了机体结构对天线辐射特性的影响，通过对天线贴片的形状，贴片加载缝隙形状、位置和馈电点的位置诸参数的优化，改善了天线的水平面方向图的不圆度。制作了天线原理样机，并在飞机尾段等比模型进行了装机测试，测试结果与仿真结果较为吻合。
　　3、超短波复合天线的研制。在超短波双系统工作背景下，结合宽频带小型化技术，设计并研究了双频/同频两种复合式超短波天线。其一、双频复合天线通过采用渐变锥体和顶加载结构，实现了宽频带、小型化特性并具有良好的端口隔离度；其二、为了减小超短波单极子天线辐射特性对地板的依赖性，同频双端口复合天线采用了末端折合式印刷偶极子形式，并通过引入开路匹配枝节，实现了天线的小型化和宽频带。实际制作了两种复合天线的原理样机，天线的电压驻波比，水平面方向图不圆度和增益均达到了设计要求，测试结果与仿真结果较为吻合。
　　4、超短波抗干扰阵列天线研究。对超短波宽带阵列天线从三个方面进行了研究。一、宽带阵列天线单元研究。设计了低剖面天线，双锥天线和套筒天线三种不同的超短波天线形式，对电性能进行了仿真分析，确定了双层套筒天线作为阵列的单元，并对双层套筒天线进行优化设计，进一步减小了天线尺寸。二、研究了天线单元在阵中的驻波比和方向图受到单元间互耦影响后的变化。三、通过遗传算法对圆环阵列进行了波束赋形。实现了天线阵列在水平面的360°波束覆盖，主波束的增益在9dB以上，副瓣电平小于-11dB。然后针对天线阵列要求的抗干扰要求，对抗干扰调零算法进行研究，使赋形波束在保持主波束对准信号来波方向的前提下在干扰方向形成方向图零陷。

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第一章 绪论

1.1研究背景和意义

1.2国内外研究现状

1.3论文的研究内容及主要工作

第二章 基础理论概述

2.1引言

2.2天线基本参数的定义

2.3传输线变压器的相关理论

2.4圆环阵列基础理论

第三章 超短波宽带大功率通信天线

3.1引言

3.2水平极化应急通信天线设计

3.3垂直极化车载应急通信天线设计

3.4小结

第四章 超短波机载共形天线

4.1引言

4.2天线的技术指标要求

4.3机载超短波共形天线仿真设计

4.4机载超短波共形天线测试

4.5小结

第五章 超短波复合全向天线

5.1引言

5.2超短波双频复合天线设计

5.3超短波同频双端口复合印刷天线

5.4小结

第六章 超短波抗干扰天线阵列

6.1引言

6.2超短波抗干扰阵列天线单元的设计

6.3超短波圆环阵列研究

6.4超短波抗干扰阵列波束形成算法研究

6.5天线阵列加工测试

6.6小结

第七章 结论和展望

7.1论文研究的主要成果

7.2需要进一步研究的问题

参考文献

致谢

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