基于高速網絡電臺的陣列天線設計.pdf

1、現(xiàn)代戰(zhàn)爭要求越來越快的通信速度,這對組網的通信質量要求越來越高,需要一種支持“動中通”的高速無線傳輸系統(tǒng)來構建無線骨干網絡,這種系統(tǒng)就是高速網絡電臺(簡稱HNR)。在HNR系統(tǒng)中,天線作為前端,可實現(xiàn)對射頻信號的收發(fā)功能。針對HNR系統(tǒng)對天線高增益、低旁瓣、波束賦形和機動性的要求,本文研究了C波段和X波段的天線及其陣列,主要內容如下:
　　1.采用加載的方法實現(xiàn)螺旋天線小型化設計。在螺旋頂端加載金屬圓片,該金屬圓片實現(xiàn)引向器的功能

2、,可有效提高天線的軸向增益和輻射效率;詳細分析了金屬圓片對天線增益和反射系數(shù)的影響,通過優(yōu)化設計了一款螺旋天線。仿真和實測結果表明,加載的螺旋天線比傳統(tǒng)的螺旋天線軸向尺寸縮小28.3％,增益提高了3dB。
　　2.采用加載螺旋天線單元設計了一款均勻圓形陣列天線。基于矩量法和 PSO最優(yōu)化算法優(yōu)化獲取各陣元的激勵幅度和相位,并設計了相應的饋電網絡,從而實現(xiàn)陣列天線的波束賦形。
　　3.根據(jù)課題的要求,設計了一種全向圓柱螺旋陣列

3、天線。該陣列采用雙層交錯排列模式,通過分析各層單元數(shù)、層間距與陣列天線不圓度的關系,選擇合適的參數(shù)來設計該陣列天線。仿真和測試結果表明,該陣列天線在水平方向上具有良好的全向輻射能力。
　　4.采用加載賦形分離器的方法設計了一款角錐喇叭天線。結果證明,該喇叭天線增益高于傳統(tǒng)口徑相同的喇叭天線,并且在偏離主瓣中心43.6°位置處出現(xiàn)零點,根據(jù)方向圖乘積原理,用加載喇叭天線組陣時,可有效抑制該位置處柵瓣,從而亦可有效提高陣列天線的增益。