全向寬帶天線研究及星載天線系統(tǒng)的電磁干擾分析.pdf

1、隨著現(xiàn)代科技的迅速發(fā)展，跳頻、擴頻(FHSS)技術被廣泛地應用于軍用、民用通信中，而且跳頻速度越來越快，跳頻的寬度也越來越寬，因此就要求天線必須是非調諧的具有較寬的工作帶寬的寬帶天線，以保證跳頻寬度和速度。另一方面，越來越多的滿足不同需要的電子設備集中在同一載體上，例如衛(wèi)星、飛機、艦艇和通信車輛等都是電子設備高度密集的載體，各個電子系統(tǒng)需要不同的天線來接收或發(fā)射電子信號，這樣一個載體上可能會有幾副甚至十幾副工作在不同波段的天線，載體會對

2、天線的輻射性能產生影響，不同的天線之間也會產生很強的耦合干擾，使天線難以按設計指標正常工作。本文密切結合“十五”國防科技預研重點項目“軟件無線電天線”和“寬帶小型化天線”以及航天部預研項目“某型號衛(wèi)星天線系統(tǒng)電磁干擾分析”，著重圍繞寬帶小型化天線的分析計算、星載天線系統(tǒng)的電磁干擾分析等方面開展工作，作者的主要工作和成果可概括為： 1.研究了一種快速計算螺旋天線電特性的新方法。該方法采用直線段對螺旋天線進行劃分，應用合成基函數(shù)及合

3、成檢驗函數(shù)的矩量法對天線進行模擬分析，對阻抗矩陣進行了降階處理，在求解矩陣方程上花費的時間以及占用的計算機內存，要比傳統(tǒng)直線段劃分的矩量法少得多。并采用該方法結合遺傳算法，成功地優(yōu)化設計了工作在100～1000Mt{z頻段上的超寬帶加載法向模螺旋天線，與同頻段工作的寬帶加載單鞭天線的分析結果比較，表明了加載法向模螺旋天線的寬帶化、小型化特性。 2.研究了一種快速精確計算安裝在金屬圓柱筒上套筒天線的新方法。建立了一種新的分析模型，

4、并采用粗圓柱線天線快速精確計算模型和正弦插值基函數(shù)，將套筒天線和外套筒與內導體底端之間的金屬圓盤作為一個整體進行矩量法分析計算，研究了天線的電壓駐波比和輻射特性。 3.研究了遺傳算法結合電磁分析源代碼NEC2的優(yōu)化算法來優(yōu)化設計線柵型寬帶籠形中饋天線。分析了籠形天線的上下輻射體高度、籠半徑、底錐高度及饋線長度對天線電性能的影響，并將天線的結構參數(shù)以及匹配網(wǎng)絡參數(shù)作為優(yōu)化變量進行一體化優(yōu)化設計。 4.結合“十五”國防預研項

5、目VHF/UHF波段天線的設計要求，采用上述優(yōu)化設計籠形天線的方法，成功地設計并制作了兩副分別工作在100～400MHz和225～512MHz頻段上的籠形中饋天線，消除了天線的載體地面對天線輻射特性的影響，增強了天線的實用性。 5.結合具體工程項目——車載、背負式超短波波段天線的設計要求，提出了一種新型結構的套筒天線，采用上述分析安裝在金屬圓柱筒上的套筒天線的方法，成功地設計并制作了兩副分別工作在105～420MHz和225～6

6、00MHz頻段上的新型套筒天線，這種結構的套筒天線易于工程中支撐與架高，同時可以減弱傳統(tǒng)的天線載體地面對天線輻射特性的影響。 6.結合航天部五院預研項目，采用分析電大尺寸目標散射特性的高頻近似方法——一致性幾何繞射理論，對某型號衛(wèi)星星載天線系統(tǒng)的電磁干擾進行了分析，具體研究了星載天線裝星后的輻射方向圖，分析了同頻工作的收發(fā)天線間的干擾功率及隔離度，并提供了較為完備的分析軟件，為某型號衛(wèi)星上的天線布局配置和頻率配置提供了科學依據(jù)。