超寬帶平面螺旋天線小型化和低剖面研究.pdf

1、平面螺旋天線是一種常見(jiàn)的超寬帶天線，具有頻帶寬、圓極化性能好、體積小、易于共形等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用在國(guó)防領(lǐng)域和移動(dòng)通信領(lǐng)域。本文根據(jù)相關(guān)理論對(duì)平面螺旋天線的小型化和低剖面設(shè)計(jì)展開(kāi)了研究。本文的主要研究成果可歸納如下：
　?。?）設(shè)計(jì)了一個(gè)“等角螺旋+阿基米德螺旋+槽隙縫”的復(fù)合結(jié)構(gòu)平面螺旋天線。在天線的優(yōu)化上，設(shè)計(jì)了一種“加載雙層銅環(huán)+跨接電阻”的復(fù)合改進(jìn)方式。最后，將多目標(biāo)粒子群優(yōu)化算法與電磁仿真軟件相結(jié)合，利用Matlab

2、軟件將10臺(tái)計(jì)算機(jī)組進(jìn)局域網(wǎng)，用分布式并行計(jì)算方式對(duì)雙層銅環(huán)參數(shù)和電阻參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。仿真結(jié)果表明，天線在1.1-18GHz頻段內(nèi)回波損耗小于-10dB，在0.8-18GHz頻段內(nèi)軸比小于3dB，且直徑僅為53.62mm，達(dá)到了小型化設(shè)計(jì)要求。
　?。?）設(shè)計(jì)了一種新型的小型化超寬帶光子晶體埋藏式巴倫阻抗變換器，使用埋藏式的“指數(shù)型漸變微帶線—平行傳輸雙線”方式完成了不平衡饋線到平衡天線的轉(zhuǎn)化和阻抗匹配，并將圓柱形晶格陣列引入到了巴

3、倫中。仿真結(jié)果表明，該光子晶體埋藏式巴倫可以在2-18GHz頻段內(nèi)進(jìn)行50-130?的阻抗轉(zhuǎn)化，S11、S21參數(shù)均滿足相關(guān)指標(biāo)，且尺寸僅為20mm?5mm?5mm，達(dá)到了低剖面的設(shè)計(jì)要求。
　?。?）對(duì)天饋系統(tǒng)進(jìn)行了整體仿真，由于巴倫和天線間距過(guò)小，兩者產(chǎn)生了耦合和相互干擾，使得高頻段性能惡化。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，本文提出了基于等效電阻性表面和基于有限電導(dǎo)率層的兩種隔離方式對(duì)天饋系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)。
　?。?）針對(duì)某些使用場(chǎng)合需要平