【摘 要】
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随着科学技术的进步和发展,超宽带天线被广泛运用于军事和民事领域中。反射面天线、卫星导航天线都是以其各自的相位中心为基准,而在宽频带范围内天线的相位中心具有较大偏差,因此研究超宽带天线相位中心的变化规律以及寻找缩小相位中心的偏差范围的方法具有重大意义。本文首先介绍了超宽带天线及其相位中心的发展状况以及相位中心稳定的天线设计方案,然后讨论了喇叭天线的结构参数对相位中心的影响,最后根据加载透镜以修改场相
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随着科学技术的进步和发展,超宽带天线被广泛运用于军事和民事领域中。反射面天线、卫星导航天线都是以其各自的相位中心为基准,而在宽频带范围内天线的相位中心具有较大偏差,因此研究超宽带天线相位中心的变化规律以及寻找缩小相位中心的偏差范围的方法具有重大意义。本文首先介绍了超宽带天线及其相位中心的发展状况以及相位中心稳定的天线设计方案,然后讨论了喇叭天线的结构参数对相位中心的影响,最后根据加载透镜以修改场相位分布的方法,提出了在喇叭天线口径处加载H面金属膜片的方法,缩小了相位中心在设计频带内的偏差范围,并在相关类型的喇叭天线中进行了验证。本文的主要工作内容如下:第一,综述了超宽带天线的研究现状和发展趋势、相位中心的应用场景以及相位中心稳定的天线设计方案。第二,介绍了超宽带天线的性能参数、相位中心的概念以及相位中心的常用计算方法,概述了透镜加载的基本原理以及不同的加载方式对天线场分布的影响。第三,通过喇叭天线的辐射原理以及设计要求,完成了工作在X波段的最佳增益角锥喇叭天线的设计,并以软件仿真获取了喇叭天线的性能参数以及在频段内的相位中心随频率的变化关系,讨论了其结构参数对相位中心偏差范围的影响。以X波段最佳增益角锥喇叭天线为参考,设计了不同结构、不同频段的相关类型喇叭天线,并得到了各自的性能参数以及相位中心的偏差范围。第四,基于透镜天线加载金属膜片修改口径相位的方法,提出了在喇叭口径面内加载H面金属膜片的方法,并通过合理设计金属膜片的尺寸、数量和间距,使得X波段最佳增益角锥喇叭天线的相位中心最大偏差值从14.28mm缩小到了7.23mm。总结H面金属膜片的设计方法,将其运用到不同结构、不同频段的相关类型的喇叭天线中,对比了金属膜片在加载前后的性能参数以及相位中心最大偏差,从结果可知,在天线性能基本不变的情况下缩小了相位中心的偏差范围。
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