柔性共形天线的制备与力电性能分析

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随着未来飞行器向微型化、轻质化的方向发展,传统的硬质介质基板天线已不能满足要求。因此,有必要研究新型的柔性共形天线结构。柔性共形天线不仅能与载体很好的共形,而且可以卷曲与展开以节省存放空间,能为实现其它功能的元器件提供必要的安装空间。基于上述背景,本文设计并制备了一种新型的柔性共形天线。根据微带天线天线基本理论设计了口径耦合微带天线的单元结构和2×8阵列结构,并设计了满足天线阵列要求的馈电网络。相比于传统的天线,本文设计的天线的相对带宽高达15%,性能远远优于普通微带天线。利用丝网印刷工艺在聚酰亚胺薄膜上印刷导电银浆从而实现柔性天线贴片、接地板的制备。丝网印刷工艺适合大尺寸、大面积的印刷。利用气溶胶喷印技术实现柔性天线馈线的制备,气溶胶技术能很好的控制印刷精度,其适合小面积高精度的印刷。为实现制备好的样件电性能的测试,本文利用导电银胶将50的法兰盘SMA结构粘接到馈线和接地板上,解决了传统的焊接方法会烧坏聚酰亚胺薄膜的问题。最后,对制备好的柔性天线样件进行了测试,结果与仿真结果吻合较好。柔性共形天线在实际应用中,必然会由于结构的变形而影响其正常工作。因此,本文最后研究了结构变形对柔性共形天线电磁性能的影响规律。利用参数化的CAD模型分析了结构变形对天线中心频率、带宽、增益、回波损耗以及增益的影响规律。结果表明,在曲率为0.013到0.026的范围内,天线仍能有效的工作。
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