低轮廓宽带超短波高功率天线研究-电子与通信工程专业毕业论文.docx

杭州电子科技大学硕士学位论文
Dissertation Submitted to Hang zhou Dian zi University for the Degree of Master
Low profile wider band UHF high-power antenna
Candidate: Kan Zhe
Supervisor: Guan Bo-ran、Jin Hong-jun
December,2015
杭州电子科技大学
学位论文原创性声明和使用授权说明
原创性声明
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学位论文使用授权说明
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论文作者签名: 日期: 年 月 日
指导教师签名: 日期: 年 月
摘 要
超短波通信系统起源于二十世纪初,在二十世纪四十年代左右伴随着广播与电视系统的普及而得到大规模应用。超短波通信电波传播性能具有频带宽、功率容量大、稳定性高等特点,在车载通讯、机载通讯、台站通讯、移动通讯和广播电视通讯等领域内的应用是十分普遍的,成为无线电通讯系统中的一个重要组成部分。即使在蜂窝移动通信和卫星通信广泛应用的今天,超短波通信依然在许多行业和领域具有无可替代的地位,同时也是蜂窝移动通信和卫星通信的重要补充。伴随着超短波通信系统的发展,对超短波天线技术也获得长足深入研究,不同用途的超短波天线形成了庞大系列。超短波天线作为整个超短波通信系统的前端, 在确定超短波通信系统性能中具有极为重要的作用。伴随着超短波通信应用的拓展,不断提出研制适用于特定应用背景的超短波天线需求。小尺寸低轮廓宽带大功率超短波天线是一种具有重要实际应用背景的天线种类。超短波天线发展至今,对于超短波低轮廓天线的研究, 设计难点较为复杂,主要集中在实现宽频带、低轮廓及整个频段内稳定的天线电性能等方面, 同时还需兼顾大功率容量要求。但是现有的公开文献和研究进展往往只是集中于部分难点进行探究和改进设计,还不能很好的实现整体平衡兼顾。此外,对于尺寸较小能够承受高功率的机动平台上的宽频带低轮廓天线的研究,现有文献较少涉及,研究成果也还比较缺乏。但是在实际应用中对超短波频段的天线有这样一类需求:超短波天线既要频带足够宽而且承受的功率更大同时天线的轮廓尽量低以提高天线的隐蔽性。这就是本课题的来源。
本论文结合科研项目展开研究工作,研究工作以开发一款在某一些特殊的应用场合及特殊的需求下能够干扰通信信号的高功率超短波天线并且该天线要有良好的隐蔽性为目的,进而设计并研制了一款工作在 400MHz~800MHz 的单锥形天线的原理样机,该天线具有较低的轮廓、足够宽的工作频带、可以承受高功率的特性,设计性能和测试结果都满足技术指标的要求。与此同时,本文对于类似要求的超短波宽带低轮廓高功率天线的设计研究具有一定的实际参考价值。
本论文的主要内容和主要贡献分包括以下几个方面: 1、首先从天线的结构类型、工作原理、分析方法、性能、优缺点等方面入手系统的分析
了几种常用的超短波天线,包括:鞭状天线、锥形天线、八木天线、对数周期天线、反射面天线、微带天线。
2、通过对超短波天线进行理论上的分析并根据本文所需求的宽频、低轮廓的超短波天线的技术指标要求,确定了所设计天线的结构采用单锥形结构。
3、其次研究了为实现超短波天线轮廓的小型化和宽频带所用到的匹配技术。
4、通过分析确定了使用集总参数匹配网络和加载技术实现本文超短波天线的两种技术
I
方案,通过采用 Ansoft HFSS 软件和 Ansoft Designer 软件对天线进行协同仿真分析及优化
设计,并对这两套方案天线性能进行仿真验证。 5、最终,分别采用集总参数匹配网络和加载技术实际制作了两款天线,其实际测试结果
都达到了技术指标要求。
关键词:超短波频段, 宽带, 低轮廓, 高功率, 天线
II
ABSTRACT
Ultra-short munication system originated in the e