移动平台上的宽波束印刷天线研究

摘要

天线作为飞行平台弹导无线通信系统的关键组成部分，其性能优劣对系统间通信质量高低起到至关重要作用。微带贴片天线剖面低、体积小、易于与曲面共形，且在飞机高速飞行时基本不影响机体的气动性能，特别适合应用于机载通信系统。传统的微带贴片天线带宽和波束均较窄，无法适应现代化信息通信战机高通信质量要求，因此其频带和波束的展宽研究显得尤为重要且迫在眉睫。本文通过与公司合作的工程项目，对应用于弹载、机载平台的宽带宽波束天线进行了理论研究与实验，并模拟真实机体环境，测试了搭载平台对天线电气性能的影响。
　　论文具体内容如下：
　　首先通过对项目指标进行分析，确定出天线指标难点和需要注意的设计细节，总结分析出经典的微带贴片天线带宽拓展方法，依次提出三种宽带微带天线的设计方案，对比仿真结果后以最佳设计方案为模型基础改进优化得到弹载天线。然后根据仿真模型进行实物加工并对加工实物进行实验测试，实验结果表明所设计的弹载天线带宽达到12.76％，所有指标均满足工程设计需要。最后是弹载天线的容差分析。
　　机载天线与弹载天线的设计过程类似，首先对项目指标进行分析，确定了天线指标难点和需要注意的设计细节，总结分析出经典微带贴片天线波束展宽方法，并依次提出两种宽波束印刷天线的设计方案。然后对微带夹角阵列仿真模型进行实物加工并对加工实物进行实验测试。实验结果表明设计的机载天线3dB波瓣宽度达到170°以上，所有指标满足工程设计需要。
　　最后讨论了搭载平台对天线电气性能的影响。利用FEM-IE法(有限元-积分方程混合算法)可以简洁高效地对电大尺寸模型进行仿真，仿真结果表明机载平台对天线影响较大，主波束波瓣被压缩，带内增益产生一定波动。接着通过实验进一步精确测量了平台对天线性能的影响，实验结果与仿真结果基本吻合，弹载平台对天线的电气性能影响较弱，机载平台对天线的电气性能影响较大。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外的研究现状

1.3 本文的主要工作及章节安排

第二章 弹载宽带微带天线

2.1 引言

2.2 项目指标分析

2.3 弹载天线设计与实验

2.4 本章小结

第三章 机载宽带宽波束微带阵列天线

3.1 引言

3.2 项目指标分析

3.3 机载天线设计与实验

3.4 本章小结

第四章 搭载平台对天线性能影响研究

4.1 引言

4.2 搭载平台对天线影响的仿真分析

4.3 搭载平台对天线影响的实验研究

4.4 本章小结

第五章 总结与展望

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果