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微带天线极化与变极化技术的研究

作　者: 惠鹏飞
导　师: 唐毅谦
学　校: 辽宁工学院
专　业: 通信与信息系统
关键词: 微带天线部分极化极化滤波器阵列天线
分类号: TN822
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

本课题以雷达探测系统为研究背景,以微带天线为研究对象,重点研究极化信息处理和双极化微带阵列天线的仿真设计问题,全文主要包括两方面内容。首先,介绍极化技术的基础理论,包括电磁波极化的概念、极化椭圆描述法、部分极化波的分解定理。以目标、干扰和杂波的极化特性为基础,引入目标散射矩阵和散射截面的概念,利用MATLAB软件对两种典型探测目标的极化散射特性进行仿真分析。针对部分极化情况下的SINR极化滤波器,利用拉格朗日乘子法并结合参量矩阵的性质,推导出最优化问题的完整解法,最后给出数值分析实例。其次,以微带阵列和馈电技术为基础,详细分析双极化微带阵列天线的极化特性。利用HFSS软件对L波段平面微带阵列天线进行了优化设计和仿真,最后得出仿真结果。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-14
  1.1 研究背景及意义  9
  1.2 微带天线技术的发展  9-11
    1.2.1 微带天线的发展概况  9-10
    1.2.2 国内外研究热点和最新技术  10-11
  1.3 极化、变极化技术的应用与发展状况  11-13
    1.3.1 极化概念的提出  11-12
    1.3.2 极化、变极化技术的应用和发展  12-13
  1.4 论文的主要内容及主要工作  13-14
2 极化基础理论  14-28
  2.1 电磁波的极化  14
  2.2 电磁波极化的表征  14-21
    2.2.1 极化椭圆表征  14-16
    2.2.2 Jones 矢量与Stokes 矢量  16-19
    2.2.3 Poincare 极化球与Stokes 矢量  19-21
    2.2.4 利用极化比表征Stokes 矢量  21
  2.3 部分极化波  21-27
    2.3.1 部分极化波的表征  21-22
    2.3.2 准单色平面波的相干矩阵和相干矢量  22-24
    2.3.3 部分极化波的Stokes 矢量  24-26
    2.3.4 部分极化波的分解定理  26-27
  2.4 小结  27-28
3 极化信息处理  28-49
  3.1 极化信息处理的重要意义  28
  3.2 目标、杂波和干扰的极化特性  28-31
    3.2.1 目标散射中心  28-29
    3.2.2 目标、杂波和干扰的极化特性  29-31
  3.3 目标的变极化效应及其描述  31-40
    3.3.1 极化散射矩阵一般常识  31-33
    3.3.2 Sinclair 与Mueller 散射矩阵  33-35
    3.3.3 极化散射截面和目标极化特征图  35-40
  3.4 电磁信号的极化域滤波  40-48
    3.4.1 极化域滤波基本原理  40-42
    3.4.2 极化滤波的数学模型  42-44
    3.4.3 部分极化情况下SINR 的极化优化  44-46
    3.4.4 数值验证举例  46-48
  3.5 小结  48-49
4 双极化微带阵列的分析和仿真设计  49-66
  4.1 微带阵列及其馈电技术  49-51
    4.1.1 阵列方向图相乘原理  49-50
    4.1.2 阵列的馈电方式  50-51
  4.2 双极化微带单元和阵列的极化分析  51-56
    4.2.1 双极化微带天线的结构及端口等效  51-53
    4.2.2 边沿馈电双极化贴片单元的极化分析  53-54
    4.2.3 双极化微带天线阵列的极化分析  54-56
  4.3 微带平面阵列的HFSS 仿真设计  56-65
    4.3.1 仿真设计目的及要求  56
    4.3.2 HFSS 建模和仿真的一般过程  56-59
    4.3.3 L 波段平面微带阵列仿真设计  59-64
    4.3.4 仿真设计结果  64-65
  4.4 小结  65-66
5 结论  66-67
参考文献  67-71
攻读硕士学位期间发表的论文  71-72
致谢  72

微带天线极化与变极化技术的研究

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