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机载舰载VHF频段宽带小型化天线的研究

作　者: 张杰
导　师: 李柏年
学　校: 兰州大学
专　业: 电路与系统
关键词: 宽带天线小型化机载舰载 VHF 套筒天线加载天线
分类号: TN822
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

VHF频段广泛地应用于飞机和舰船的无线通信,然而其波长较长,传统设计的天线尺寸较大,同时扩频、跳频等通信技术的应用要求天线的带宽至少应大于跳频的带宽。因此VHF频段机载舰载宽频带、小型化的天线的研究,不仅具有理论价值还有实用意义。本文首先介绍了机载舰载VHF频段宽带小型化天线研究的重要意义及研究现状,然后对天线的基本理论知识以及天线宽带化和小型化的常用设计方法做了介绍,为天线的设计提供理论知识框架。本文以套筒天线为研究对象,首先对传统套筒天线的工作原理进行了分析,并研究了多款改进型套筒天线的特点,然后在此基础上提出了一种新型结构的套筒天线,它选用矩形套筒、菱形套筒等结构,并采取了加粗辐射体、提升馈电点等措施,大大地减小了套筒天线的尺寸,同时有效地展宽了天线的带宽,并且采用了加载技术进一步优化了天线的性能。在理论分析的基础上使用电磁场仿真软件CST对天线进行了仿真分析,通过参数扫描得到了天线的最佳尺寸,并分析了天线的方向图和增益等特性。最后根据仿真结果,实际制作了多款新型套筒天线,并使用相关仪器和方法对天线的参数进行了测量,实测的结果与软件仿真的结果基本一致。本文所设计的天线不仅具有较好的驻波、方向图、增益等电特性,还具有结构坚固、气动外形好等物理特性,符合机载舰载VHF频段宽带小型化天线的要求。

全文目录

中文摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-12
  1.1 研究背景与意义  7-8
  1.2 机载舰载天线的特点  8-9
  1.3 机载舰载天线研究现状  9-11
  1.4 本文主要工作及内容安排  11-12
第二章天线的基本理论与设计方法  12-18
  2.1 天线的基本参数  12-14
  2.2 天线宽带化的主要方法  14-16
  2.3 天线小型化的主要方法  16-18
第三章套筒天线和加载天线  18-25
  3.1 传统套筒天线  18-21
  3.2 新型套筒天线  21-22
  3.3 加载天线分析  22-25
第四章天线的仿真与优化  25-46
  4.1 CST软件介绍  25-27
  4.2 矩形套筒天线的仿真  27-34
    4.2.1 天线驻波的仿真  27-30
    4.2.2 天线方向图仿真  30-33
    4.2.3 天线增益仿真  33-34
  4.3 菱形套筒天线的仿真  34-40
  4.4 加载天线的仿真  40-44
  4.5 其它影响因素的仿真  44-46
第五章天线的制作与测试  46-55
  5.1 天线的测量方法  46-49
    5.1.1 阻抗测量  46
    5.1.2 方向图测量  46-47
    5.1.3 增益测量  47-49
  5.2 天线的制作  49-51
  5.3 天线的测试  51-55
第六章总结  55-56
  6.1 本文工作的总结  55
  6.2 未来工作展望  55-56
参考文献  56-59
在学期间的研究成果  59-60
致谢  60

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