典型天线结构—电磁耦合分析

论文摘要

本文在查阅大量国内外资料的基础上,对反射面天线和波导裂缝阵天线的设计与分析现状进行了研究,并对耦合问题的研究现状进行了归纳总结。在此基础上,采用顺序耦合的方法,利用软件工具对反射面天线和波导裂缝阵天线进行了结构—电磁耦合分析,得到了天线变形与电性能之间的关系,为反射面天线和波导裂缝阵天线的结构设计提供了一定的参考作用。首先对现有大型电磁场分析软件进行了比较,选取了适合分析反射面天线的软件并确定了划分网格密度的原则。接着分析了天线受重力作用产生变形、整体随机变形,环向随机变形,径向随机变形等情况下电性能的变化情况。然后分析了馈源产生纵向偏差、横向偏差、口面偏转等情况下天线电性能的变化情况。最后对卡塞格伦天线副面的表面制造精度要求和纵向偏差作了理论计算和推导,给出了保证反射面口面场相位差不超过π/2所允许的最大误差表达式。其次归纳了影响裂缝阵天线电性能的主要结构因素,并对波导裂缝阵天线辐射裂缝的宽度、高度、倾斜度以及波导表面精度、波导腔体形状的主要变形情况进行了分析,给出了这些变形所对应的天线电性能的变化情况。本文通过对反射面天线和波导裂缝阵天线进行结构—电磁耦合分析,总结归纳了一些结构因素对天线电性能的影响,能够为天线的设计研究工作提供一定的参考作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.1.1 反射面天线的研究现状
• 1.1.2 波导裂缝阵天线的研究现状
• 1.2 机电耦合问题研究的必要性
• 1.2.1 耦合的基本形式
• 1.2.2 机电耦合的求解方法
• 1.3 本文的主要工作
• 第二章 天线电性能分析基本知识介绍
• 2.1 基本电磁概念
• 2.2 天线的电参数
• 2.3 数值计算方法
• 第三章 网格划分对电性能计算的影响
• 3.1 引言
• 3.2 FEKO 中网格划分对电性能的影响
• 3.2.1 Feko 简介
• 3.2.2 网格划分密度比较
• 3.2.3 网格划分形式比较
• 3.3 HFSS 中网格划分对电性能的影响
• 3.3.1 HFSS 简介
• 3.3.2 网格划分密度比较
• 3.3.3 网格划分形式比较
• 3.4 FEKO 与HFSS 的比较
• 3.5 小结
• 第四章 反射面天线结构—电磁耦合分析
• 4.1 引言
• 4.2 反射面变形分析
• 4.2.1 反射面的表面精度要求
• 4.2.2 反射面变形对电性能的影响
• 4.3 馈源位置偏差对电性能的影响
• 4.4 卡氏天线副面的分析
• 4.4.1 卡赛格伦天线的基本概念
• 4.4.2 卡氏天线副面的表面精度要求
• 4.4.3 双曲面的位置偏差
• 4.5 小结
• 第五章 波导裂缝阵天线结构—电磁耦合分析
• 5.1 裂缝阵天线的基本概念
• 5.1.1 裂缝阵天线的基本构成
• 5.1.2 平板裂缝阵天线的工作原理
• 5.1.3 裂缝阵天线的设计及分析
• 5.2 影响电性能的结构因素分析
• 5.3 结构因素对电性能影响分析
• 5.3.1 裂缝宽度变形分析
• 5.3.2 单缝高度变形分析
• 5.3.3 单缝倾斜情况分析
• 5.3.4 波导面变形分析
• 5.4 小结
• 第六章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在读期间的研究成果