宽波束反射型螺旋天线

摘要

本文对传统的反射型平面螺旋天线做出了一些改进设计，通过使用介质透镜和非金属的腔体设计展宽了天线波束，同时改善了方向图的旋转对称性；螺旋面上涂敷吸收物质这样一种构造能够优化天线的轴比；接着讲天线从整体上优化提高，最终得到了带宽为3：1的反射机理的平面形式天线，该形式相较于已有的背腔结构的天线有十分优越的性能。
　　本文提出：
　　使用在天线辐射口面增加介质球冠天线罩和将传统的金属的腔体替换成非金属腔体变换成异形反射腔的方法来有效的展宽天线波束，使其从原来常规的-30°~+30°增加到-50°~+50°，球面的介质透镜是将原本发散的电磁波利用透镜的物理特性使其转化为相互平行的射线，这样一来，天线的口面场就不再起伏不定，而是均匀地进行作用，并且该介质透镜能够帮助聚焦，最后的能量在传输出去的过程中也不会过分发散而是趋于集中，对天线的增益方面的电气性能有明显的增加。
　　常规的正常反射腔中的金属材料构成的侧壁其实会对天线传出图像产生很大的作用，金属侧壁会天线的波束覆盖有所压缩，同时由于金属侧壁的多次反射会使工作频带高端的方向图发生畸变，造成各个切面上的方向图不等化，通过降低金属侧壁的高度，这样一方面可以消除侧壁对高端方向图的影响，另一方面也可以适当拓展天线的波束宽度，并且存在的金属材料底板能够将向后传播的电磁波的反射回来，得到比较好的效果。
　　提出通过在螺旋面上方使用吸波材料减少回波的方法，改善了天线的轴比，使其轴比在全频段范围内均小于3，同时改善了方向图的旋转对称性，使其H面与E面的方向图基本一致；最后对天线整体进行优化，设计出了带宽为3：1的反射型平面螺旋天线，其辐射特性与传统的背腔螺旋天线相比较有较大的改善。
　　文章将平面形式的新式天线的制作过程以及后期的测量数据都详细记录下来，同时我们前期有做一定的仿真，而实验的结果也会和仿真时候得到的数据进行比对。通过对比结果可以明显的看出来这种新型宽波束反射型螺旋天线较以往常规螺旋天线性能更加优异。

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第一章 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 国内外研究发展动态及主要内容

1.3 本文的主要研究内容和论文结构

1.4本章小结

第二章 宽频带天线理论

2.1 宽频带天线的基本概念

2.2 宽频带天线的条件

2.3 天线频带宽度的表示方法

2.4 天线带宽的限制因素

2.5 展宽天线带宽的方法

2.6 本章小结

第三章 平面螺旋天线的理论

3.1 非频变天线

3.2 阿基米德平面螺旋天线

3.3本章小结

第四章 常规阿基米德平面螺旋天线设计

4.1 常规平面螺旋辐射器设计

4.2 常规平面螺旋天线阻抗变换器设计

4.3 常规平面螺旋天线反射腔设计

4.1本章小结

第五章 宽波束反射型平面螺旋天线设计

5.1宽波束反射性螺旋天线的整体设计思路及理论

5.2宽波束反射性螺旋天线功能组成

5.3宽波束反射性螺旋天线结构方案

5.4宽波束反射性螺旋天线的末端吸波材料设计

5.5宽波束反射性螺旋天线的非金属腔体设计

5.6宽波束反射性螺旋天线的口面介质透镜设计

5.7 宽波束反射性螺旋天线整体详细设计

5.8 宽波束反射性螺旋天线的仿真结果、实物测试结果及数据分析

5.9 本章小结

第六章 结束语

致谢

参考文献