旋转炮弹的微带天线仿真设计

论文摘要

共形微带天线是微波及通信学科领域中的一个重要研究课题。共形微带天线具有众多优点,已经在很多工程领域中得到广泛应用。圆柱共形微带天线是共形天线中结构较为简单的一种。本文根据课题研究的工程需要,提出了GPS天线的总体设计方案,给出了总体设计指标要求,并对相关技术进行了分析。对微带天线的馈电方式,圆极化设计进行了研究,给出了平面矩形微带天线的设计公式,并采用HFSS仿真软件仿真研究了平面GPS微带天线。在对平面微带天线研究的基础上,进一步分析了柱面共形矩形微带天线的谐振频率和辐射特性,并且进行了相应的仿真分析。通过以上分析研究,提出了柱面共形微带天线阵列的具体设计方案。对天线阵列的馈电方式进行了研究,设计了天线阵列的馈电网络,建立了三单元和四单元柱面共形微带天线阵列模型,对方向性分别进行了仿真分析,比较仿真结果,选用了满足工程需要的四单元阵列。对仿真获得的四单元柱面共形微带天线阵列进行了加工测试,测试结果表明该天线阵列在1.575GHz附近工作频带内输入驻波小于2,柱面法向平面全向性良好,轴向平面3dB波瓣宽度约为90°,右旋圆极化效果良好,天线整体性能达到工程设计要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.1.1 制导炮弹的发展
• 1.1.2 GPS接收天线的研究动态
• 1.2 微带天线的发展
• 1.2.1 微带天线的发展及特点
• 1.2.2 共形微带天线研究动态
• 1.3 本论文的研究背景和意义
• 1.4 论文的主要内容和安排
• 2 弹载GPS天线总体方案设计
• 2.1 弹载GPS天线功能分析
• 2.1.1 弹载GPS天线功能分析
• 2.1.2 弹载GPS天线性能指标
• 2.2 弹载GPS天线形式研究
• 2.2.1 弹载GPS天线形式研究
• 2.2.2 弹载GPS天线形式选取及分析
• 2.3 电磁仿真技术研究
• 2.3.1 微带天线分析方法
• 2.3.2 电磁仿真技术研究
• 2.4 小结
• 3 柱面共形矩形微带天线单元设计
• 3.1 平面矩形微带天线单元设计
• 3.1.1 选取合适的介质基片
• 3.1.2 贴片单元宽度W的设计
• 3.1.3 贴片单元长度L的设计
• 3.1.4 基板尺寸的设计
• 3.2 微带天线的馈电方式
• 3.2.1 微带线馈电
• 3.2.2 同轴线馈电
• 3.2.3 耦合馈电
• 3.3 微带天线圆极化实现
• 3.3.1 天线极化方式研究
• 3.3.2 微带天线圆极化实现
• 3.4 平面矩形GPS微带天线仿真分析
• 3.5 柱面共形矩形微带天线分析
• 3.5.1 柱面共形矩形微带天线谐振频率分析
• 3.5.2 柱面共形矩形微带天线辐射特性分析
• 3.6 柱面共形矩形微带天线仿真研究
• 3.7 小结
• 4 柱面共形微带天线阵列设计
• 4.1 柱面共形微带天线阵列方案设计
• 4.1.1 天线阵列研究
• 4.1.2 柱面共形微带天线阵列设计方案
• 4.2 柱面共形微带天线阵列馈电网络设计
• 4.2.1 微带天线阵列馈电
• 4.2.2 馈电网络设计
• 4.3 柱面共形微带天线阵列仿真建模
• 4.4 柱面共形微带天线阵列仿真结果及分析
• 4.5 小结
• 5 柱面共形微带天线阵列加工与测试
• 5.1 柱面共形微带天线阵列加工
• 5.2 天线测量基本原理
• 5.2.1 天线测量的互易性
• 5.2.2 天线测量的距离条件
• 5.2.3 天线测量的误差来源
• 5.3 天线参数的测量
• 5.3.1 方向图的测量
• 5.3.2 增益测量
• 5.3.3 极化测量
• 5.3.4 相位中心测量
• 5.4 柱面共形微带天线阵列的测试结果
• 5.4.1 测试环境
• 5.4.2 测试结果及分析
• 5.5 小结
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献