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1、S波段全向圓極化天線的研究與設(shè)計(jì)范晶晶2015年1月中圖分類號(hào)：UDC分類號(hào)：S波段全向圓極化天線的研究與設(shè)計(jì)作者姓名范晶晶學(xué)院名稱信息與電子學(xué)院指導(dǎo)教師周建明副教授答辯委員會(huì)主席孫厚軍教授申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別工學(xué)碩士學(xué)科專業(yè)電磁場(chǎng)與微波技術(shù)學(xué)位授予單位北京理工大學(xué)論文答辯日期2015年1月22日ResearchanddesignofS-bandomnidirectionalcircularlypolarizedantennaCandidateName：FanJingjingSchoolorDepartment:InformationandElectronicsFacultyM
2、entor:Vice-Prof.ZhouJianmingChair,ThesisCommittee：Prof.SunHoujunDegreeApplied:MasterofPhilosophyMajor：ElectronicScienceandTechnologyDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：January22nd，2015研究成果聲明本人鄭重聲明：所提交的學(xué)位論文是我本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作獲得的研究成果。盡我所知，文中除特別標(biāo)注和致謝的地方外，學(xué)位論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰
3、寫過(guò)的研究成果，也不包含為獲得北京理工大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書所使用過(guò)的材料。與我一同工作的合作者對(duì)此研究工作所做的任何貢獻(xiàn)均已在學(xué)位論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。特此申明。簽名：日期：北京理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要天線作為電路和自由空間的匹配器，在通信信號(hào)接收和發(fā)射的過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用。隨著現(xiàn)代無(wú)線通訊科技水平的不斷向前發(fā)展，需要天線具備越來(lái)越好的性能指標(biāo)。時(shí)至今日，單純的線極化天線己經(jīng)難以滿足飛速發(fā)展的現(xiàn)代通信系統(tǒng)，圓極化天線在實(shí)際應(yīng)用中受到的關(guān)注與日俱增。全向圓極化天線的輻射方向圖具有全向性，即在輻射方位面內(nèi)是全向的，輻射出的是圓極化無(wú)線電波。由于其
4、特殊的性能，全向圓極化天線被廣泛地應(yīng)用于通信、遙測(cè)、雷達(dá)、電子偵察和干擾等系統(tǒng)中。本文利用具有全向輻射特性的單極子天線輻射全向垂直極化波，然后在單極子外圍加載寄生單元，可以將單一的線極化波分解成相等幅度、相差π/2相位、空間正交的兩個(gè)線極化波分量，二者在遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)合成為圓極化波，實(shí)現(xiàn)全向圓極化。利用三維電磁仿真軟件AnsoftHFSS進(jìn)行優(yōu)化仿真，設(shè)計(jì)出具備結(jié)構(gòu)緊湊、制作簡(jiǎn)單和寬頻帶等優(yōu)點(diǎn)的全向圓極化套筒單極子天線，最后將天線進(jìn)行了加工組裝和測(cè)試總結(jié)。本文主要研究?jī)?nèi)容如下：首先，介紹了全向圓極化天線的基本理論、全向圓極化天線的用途及發(fā)展優(yōu)勢(shì)?？偨Y(jié)了目前全向圓極化天線的實(shí)現(xiàn)方
5、法和研究情況，研究了未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。介紹了單極子天線的基本原理及各項(xiàng)特性、套筒天線的基礎(chǔ)理論及變化形式，圓極化的基本理論以及實(shí)現(xiàn)方式。其次，在總結(jié)和吸收中外文獻(xiàn)中相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上，本文設(shè)計(jì)出新的全向圓極化天線結(jié)構(gòu)。分析了該天線的設(shè)計(jì)過(guò)程和結(jié)構(gòu)的基本原理，詳細(xì)歸納了天線的結(jié)構(gòu)參數(shù)與各項(xiàng)性能指標(biāo)之間的相互關(guān)系。并對(duì)主輻射單元的套筒單極子進(jìn)行了改進(jìn)，提出了兩種改進(jìn)型的全向圓極化天線。最后，為了驗(yàn)證本設(shè)計(jì)方案的合理性，對(duì)該天線進(jìn)行了實(shí)際的加工組裝和測(cè)試分析，測(cè)試結(jié)果顯示該圓極化天線仿真結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果比較吻合。該天線的半空間輻射特性、增益、軸比三個(gè)方面均較理想，在整個(gè)工作頻段
6、內(nèi)滿足VSWR＜2。這種棒狀天線制作簡(jiǎn)單且結(jié)構(gòu)緊湊，適用于軍、民用通信等很多領(lǐng)域。關(guān)鍵詞：全向、圓極化、套筒、單極子I北京理工大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractAntennaasanmatchingdeviceofcircuitandfreespace,whoseperformancedirectlyaffectstheperformanceoftheentirewirelesssystemplaysapivotalroleatthesignalreceptionortransmission,andisthereforeanimportantpartofthewholes
7、ystemindispensable.Withtherapiddevelopmentofmodernwirelesscommunicationtechnology,therequirementoftheantennaperformancebecomeshigherandhigher.Atthepresenttimeantennawithsimplelinearpolarizationwouldbedifficulttomeetthevariousneedsinmoderncommunicationsystem.Inthissituatio
