VHF/UHF流星余迹散射通信天线研究

摘要

流星余迹散射通信具有大跨距、抗干扰、低截获概率、抗摧毁以及抗核爆等特性，使得这种通信方式可以解决现代战争条件下指挥控制通信系统受到物理和电子攻击时的生存能力问题，成为最低限度应急通信保障的一种重要手段。天线是通信系统前端的重要组成部分，因此，对其展开研究设计具有重要意义。
　　本文研究设计了VHF/UHF频段的四单元对数周期偶极子阵列天线和VHF频段的宽带化八木天线，并对宽带八木天线进行组阵研究。具体研究内容如下：
　　（1）VHF/UHF频段四单元对数周期偶极子阵列天线。首先，根据课题要求和对数周期偶极子天线的设计方法，仿真设计了 fL~4 fL频率范围的对数周期偶极子天线；其次，为提高天线增益和保持阵列天线的非频变特性，采用共顶扇形分布的方式，按照角度条件进行阵列排布，仿真设计了fL~4 fL频率范围四单元对数周期偶极子阵列天线；再次，基于切比雪夫阻抗变换原理，研究了宽带一分四功分器，并根据带状线及同轴线阻抗特性，对宽带一分四功分器进行多层化设计，最终实现了功分器的宽带化和小型化；最后，对阵列天线支架进一步改进，使得对数周期偶极子阵列天线能便捷地在水平和垂直两种极化模式间进行切换。
　　（2）VHF频段的五元宽带八木天线。根据蝶形天线的宽频带特性，采用X形结构作为八木天线的有源振子，不仅增大了天线带宽，还增加了天线抗风的能力。该天线在fd~1.25 f d频率范围内（22％的宽带宽）的驻波比基本小于1.5。
　　（3）宽带八木天线组阵分析。首先，把宽带八木天线用作单元组成2×3型八木天线阵列，并对其性能进行了研究分析，结果表明，天线单元之间的垂直距离大小主要影响天线阵列的 H面方向图波束宽度，而天线单元之间水平距离主要影响天线阵列E面方向图波束宽度；然后，对垂直方向2×1型二单元八木天线阵列的波束宽度进行了研究，结果表明，天线单元之间的夹角越大，天线阵列E面方向图波束宽度越大；最后，根据八木天线的端射特性，在水平面上组成六单元八木天线圆形阵，该阵列可实现水平面内全方位的波束扫描。

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第一章 绪论

§1.1研究背景及意义

§1.2对数周期天线研究现状

§1.3八木天线研究现状

§1.4论文的主要内容及章节安排

第二章 流星余迹散射通信天线基本理论

§2.1流星余迹散射通信天线的基本参数

§2.2对数周期偶极子天线原理

§2.3八木天线理论

§2.4本章小结

第三章 四单元对数周期偶极子阵列天线设计

§3.1对数周期偶极子天线单元设计

§3.2四单元对数周期偶极子阵列天线设计

§3.3馈电网络设计

§3.4四单元对数周期偶极子阵列天线实物制作与实测

§3.5本章小结

第四章 宽带八木天线设计及其组阵分析

§4.1宽带八木天线设计

§4.2 2×3型宽带八木天线阵列分析

§4.3 2×1型宽带八木天线阵列波束宽度分析

§4.4宽带八木天线圆形阵列波束扫描分析

§4.5本章小结

第五章 总结与展望

§5.1论文总结

§5.2未来工作的展望

参考文献

致谢

作者在攻读硕士学位期间的主要研究成果