论文结合科研项目进行选题研究,研究了通信智能天线和特定用途天线。论文主要研究工作分为两部分,第一部分研制了通信智能天线,采用新型校准方案解决了通信智能天线圆形阵列的宽频带实现问题;第二部分为特定用途天线的研制,包括弹载小型化宽带宽波束双极化天线,以及适用于宽带无线通信系统的两种宽带圆极化天线和两种宽带平面八木天线。作者研究工作主要内容可概述为:1.宽带通信智能天线圆形阵列根据通信智能天线圆形阵列宽频带、高增益的指标要求,提出了采用校准单元替代校准网络实现阵列的宽频带性能。所设计的阵列天线由15个阵列单元和1个中心校准单元组成,采用全向高增益双面印刷偶极子天线作为阵列单元,采用常规的旋转轴对称偶极子天线作为校准单元。阵列天线经过波束赋形,可实现稳定的增益和副瓣电平。在此研究基础上,加工了阵列天线的工程样机、天线罩和一分十五同轴径向波导宽带功分器。测试结果表明,该阵列天线阵元的阻抗带宽为38.3%,校准单元的阻抗带宽为15.4%。在指标要求的12.8%的工作频带内,阵元俯仰面3-dB波束宽度大于25°,俯仰面最大辐射方向偏离角小于6°,增益大于7dBi,校准单元与15个阵元耦合系数的相位一致性和幅度一致性分别小于7.2°和1.2dB。此外,阵列天线全向发射时的水平面方向图不圆度小于3.1dB,增益大于3.1dBi。所有指标满足设计要求。2.弹载小型化宽带宽波束双极化天线应用于弹载安装环境的小型化宽带宽波束双极化天线包含两个S/C波段收∕发天线和两个X波段收∕发天线,其分别安装在过渡段舱不同锥角的舱壁上。根据弹载突防天线小型化、低剖面、宽频带、宽波束、抗强振、抗强压的指标要求,分别设计了工作在S/C波段和X波段的收∕发天线及其天线罩,并加工了实验样机。测试结果表明,S/C波段收∕发天线在78.7%的工作频带内电压驻波比均小于2.6,滚动面±60°和俯仰面20°~110°波束范围内圆极化增益均大于-5.0dB;X波段收∕发天线在40%的工作频带内电压驻波比均小于1.9,滚动面±60°和俯仰面30°~110°的波束范围内增益均大于-4.9dB。此外,S/C和X波段天线高度分别为26mm和26.2mm,且天线安装在牢固的金属背腔内,满足抗强振的要求,同时,天线罩满足抗强压的要求。所有指标满足设计要求。3.宽带小型化共面波导馈电圆极化微带缝隙天线宽带小型化共面波导馈电圆极化微带缝隙天线由阶梯形馈电带线、改进的L形接地辐射贴片、L形接地枝节、以及加载一个倒L形缝隙和两个水平缝隙的非对称地板构成。通过在L形接地辐射贴片两端加载渐变结构,极大地提高了天线轴比带宽。同时,在L形接地辐射贴片上加载了弧形折叠缝隙,延长了电流路径,有效地实现天线的小型化。测试结果显示,所设计天线的阻抗带宽为106.3%(2.3-7.52GHz),3-dB轴比带宽为90.2%(2.25-5.95GHz)。该天线不仅可应用于Wi-Fi(2.4/5.2/5.8GHz)和WiMAX(2.5/3.5/5.5GHz)系统中,且可在宽带无线通信系统中提供多任务传输。4.宽带圆极化基片集成波导背腔天线宽带圆极化基片集成波导背腔天线设计为双层叠层结构,由改进的倒T形馈电带线、改进的基片集成波导(SIW)腔体和一个常规的加载微扰结构的圆形辐射贴片组成。所设计的天线采用“带线—SIW”馈电转化结构,通过近似耦合的方法来间接激励圆形辐射贴片。此外,倒T形馈电带线的水平部分采用渐变结构,显著地增加了天线的轴比带宽。测试结果显示,所设计天线的阻抗带宽为22.1%(4.94-6.17GHz),3-dB轴比带宽为18.7%(5-6.03GHz)。此天线不仅满足特定的Wi-Fi(5.2/5.8GHz)和WiMAX(5.5GHz)频带通信应用,也可以应用于宽带无线通信系统中。5.宽带小型化双面印刷平面准八木天线本设计采用传统巴伦替代“微带线—槽线”转化巴伦,以实现平面准八木天线的宽频带和小型化。所设计的平面准八木天线由常规的馈电巴伦、凹的弧形反射器、改进的具有叠层结构的驱动器和两个定向器组成。驱动单元设计为双面叠层结构,极大地提高了天线的阻抗带宽和方向图带宽。同时,采用凹的弧形反射器替代常规的直线形反射器,以实现天线的小型化。所设计天线实测工作带宽接近100%(2.02-6.05GHz)。6.宽带小型化微带磁偶极子平面八木天线宽带小型化微带磁偶极子八木天线由反射器、背馈驱动器、加载三个矩形槽的耦合微带线以及三个改进的定向器组成。通过将三对金属短路壁对称地加载在三个定向器上,极大地展宽了天线的阻抗与方向图带宽;通过在耦合微带线上加载了三个对称的矩形槽,进一步展宽了天线的阻抗带宽。所设计天线实测工作带宽为19.2%(4.95-6GHz)。