Vivaldi超宽带宽角双圆极化天线研究

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摘要自赫兹和马可尼发明了天线以来，天线在民用、军用方面变得举足轻重，如今更成不可或缺之势。随着通信和雷达等技术的飞速发展，对于应用在电子对抗领域的的天线要求也越来越高，人们迫切需要一款同时实现宽频带、宽波束、高增益、相位一致性好的天线，以满足侦察系统的要求。近年来，双极化天线也因其可降低呼损、减小干扰、节省基建等优势得到天线设计者们的青睐。伴随着无线电技术的日益成熟，工程师们在追求天线的宽频带、高增益的同时，还在不断缩小天线的尺寸，简化天线的工艺等问题上不断创新。

目前要设计一款同时实现宽频带、宽波束、高增益、相位一致性好的天线，在技术上仍面临巨大的挑战。本次课题笔者将尝试采用Vivaldi天线设计出一款超宽带宽角双圆极化天线。42456

毕业论文关键词超宽带宽波束双圆极化 Vivaldi

毕业设计说明书外文摘要

Title Research on Ultra-wideband Wide beamwidth Dual circular polarization Antenna

Abstract

Since Hertz and Marconi invented the antenna, the antenna has become very important in civilian and military areas. With the rapid development of communication and radar technology,requirements for the application in the field of electronic warfare antennas are also getting higher and higher. We urgently need an antenna with broadband, wide beamwidth, high gain and good phase equalization to meet the requirements for reconnaissance system. In recent years,antenna designers have became favoring dual polarization antenna, due to its advantages of low call failure rate、low interference and so on.With the radio technology getting increasingly sophisticated,being in the pursuit of antenna broadband, high gain, meanwhile, engineers still continue to reduce the size of the antenna,simplify the process of the antenna and continue to innovate.

At present,the technology to design a broadband, wide beamwidth, high gain, high phase consistency of the antenna, still faces a huge challenge. In this paper,the author will try to design an ultra-wideband wide beam dual circular polarization antenna based on the Vivaldi antenna.

Keywords UWB; Wide beamwidth; Dual circular polarization; Vivaldi

1 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 本文研究内容 2

2 天线设计的基本理论 3

2.1 天线的电磁理论基础 3

2.2 天线的基本参数 7

2.3 阻抗变换理论 9

2.4 双圆极化技术 11

2.2 本章小结 11

3 超宽带宽角双圆极化天线设计 12

3.1 Vivaldi天线的发展 12

3.2 单极化Vivaldi天线设计 13

3.3 双圆极化Vivaldi天线设计与仿真 19

3.4 天线实物 22

3.5 本章小结 22

结论 23

致谢 24

参考文献 25

1 绪论

1.1 研究背景及意义

当今社会，伴随着无线电技术的崛起与发展，天线日益成为该技术领域广受关注的重要一环。无论是应用在通信娱乐的民用天线，还是应用在电子对抗、雷达等方面的军用天线，其性能都有相应的要求。例如应用在电子对抗中的天线，就要求有宽频带、宽波束、相位一致性好等性能。

在工程应用中，宽频带、宽波束、双圆极化等技术的研究也相当地有实际意义。

首先，研究超宽带技术，能够帮助我们解决传统无线技术在传播方面的一些难题。除此之外，超宽带技术还有对信道衰落的不敏感、系统简单、截获能力低以及能够提供高精度的定位等众多优势之处。其次，圆极化的天线在抗干扰、抗衰落和抗多径效应等方面存在一定的优势。由于圆极化波的特性，圆极化天线不仅可以接收任意极化的波，任意极化的天线辐射电磁波也都能被圆极化天线接收。双圆极化天线更是在弥补单一极化不足以满足现代通讯发展的同时，具备了圆极化天线的其他特点。因此，研究超宽带、双圆极化天线对于无线电技术在现代通讯、电子对抗中的发展显得格外重要。