高功率超宽带喇叭天线研究

摘要

本文基于TEM喇叭天线的基本模型，设计了一种新型的飘带喇叭天线。该设计兼顾了天线的辐射效率和轻量化等方面的考虑，用两根弯曲的窄带代替了基本模型中的上板，使得飘带喇叭天线可以工作在更低的频率范围内。文中首先针对该喇叭天线的一些重要物理尺寸，利用ANSOFT HFSS仿真软件进行了分析，得到了飘带喇叭天线的各个参数与天线性能之间的关系。仿真结果表明该模型有效的改善了TEM喇叭天线的低频性能，展宽了天线的频带。而与其它TEM喇叭天线相比，此设计减少了巴伦结构。其次，在飘带喇叭天线的模型基础上，经过对初步模型进行调整，优化了窄带结构的设计形式，使得其渐变方式更加灵活，并且采用了上下一致的渐变过程。仿真结果表明：改进的飘带喇叭天线模型与初步模型相比，更加有效地提高了天线在低频频段的辐射性能，减少了能量的反射，同时工作频率范围也有了进一步的展宽。改进的飘带喇叭天线在0.1GHz～4GHz频率范围内，VSWR保持低于2.0，与初步模型相比，大幅降低了天线的驻波，增加了天线的实用性。最后，对飘带喇叭天线的初步模型进行了组阵，用以提高天线的增益以及改善天线的辐射方向图。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 国内外研究现状

1.3 本文研究的主要内容和结构安排

1.4 本章小结

第二章 喇叭天线基本理论

2.1 面天线

2.2 喇叭天线

2.2.1 H面扇形喇叭天线

2.2.2 E面扇形喇叭天线

2.3 面天线的电参数

2.4 本章小结

第三章 TEM喇叭天线

3.1 基本的TEM喇叭天线

3.1.1 TEM喇叭天线的特性阻抗

3.1.2 TEM喇叭天线的增益以及辐射方向图

3.2 TEM喇叭天线的改进

3.2.1 椭圆形剖面改进

3.2.2 低频补偿结构改进

3.3 TEM喇叭天线设计

3.3.1 指数渐变的TEM喇叭天线

3.3.2 带有补偿结构的TEM喇叭天线

3.4 本章小结

第四章 高功率超宽带喇叭天线

4.1 飘带喇叭天线的设计

4.1.1 飘带喇叭天线的理论分析

4.1.2 飘带喇叭天线的模型设计

4.1.3 飘带喇叭天线的参数分析

4.2 改进的飘带喇叭天线设计

4.2.1 改进的飘带喇叭天线模型

4.2.2 改进的飘带喇叭天线数值分析

4.3 高功率超宽带喇叭阵列天线

4.4 本章小结

第五章 总结和展望

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果