超寬帶盤錐天線的特性分析與研究畢業(yè)論文-文庫吧資料
2024-09-04 21:15本頁面
【正文】 a） Cmax=12mm E面方向圖 （ b） Cmax=24mm E面方向圖 （ c） Cmax=36mm E面方向圖 圖（ 18） （ a） Cmax=12mm H面方向圖 （ b） Cmax=24mm H面方向圖 23 （ c） Cmax=36mm H面方向圖 圖（ 19） 由圖（ 18）、圖（ 19）可知，錐頂半徑 D越大，盤錐天線的輻射的 全向性越小，水平方向出的場強也會減小。 變量 Cmax 對天線性能的影響 當(dāng) S、 D、 Cmin取值不變時，通過改變 Cmax來考察 Cmax取不同值時對天線方向圖、輸入阻抗、電壓駐波比的影響。 21 （ a） Cmin=1mm 電壓駐波比 （ b） Cmin=2mm 電壓駐波比 （ c） Cmin=3mm 電壓駐波比 圖（ 17） 由圖（ 17）可知，盤錐天線的錐底半徑 Cmin的大小對天線的電壓駐波比沒有太大影響。 （ a） Cmin=1mm 輸入阻抗 （ b） Cmin=2mm 輸入阻抗 （ c） Cmin=3mm 輸入阻抗 圖（ 16） 由圖（ 16）可知，錐底半徑 Cmin對天線的輸入阻抗沒有影響，有公式（ 2）可以看出，盤錐天線的輸入阻抗只與盤錐天線的錐角 ? 有關(guān)。 （ a） Cmin=1mm E面方向圖 （ b） Cmin=2mm E面方向圖 19 （ c） Cmin=3mm E面方向 圖 圖（ 14） （ a） Cmin=1mm H面方向圖 （ b） Cmin=2mm H面方向圖 （ c） Cmin=3mm H面方向圖 圖（ 15） 由圖（ 14）、圖（ 15）可知，盤錐天線的錐底半徑 Cmin對天線方向圖沒有太大影響。 變量 Cmin 對天線性能的影響 當(dāng) S、 D、 Cmax取值不變時，通過改變 Cmin來考察 Cmin取不同值時對天線方向圖、輸入阻抗、電壓駐波比的影響。 綜上所述，圓盤半徑 D 的大小只對盤錐天線的方向圖有較大影響，為了盤錐天線有較好的性能，圓盤的半徑 D不宜太大，也不能太小。 變量 D 對天線電壓駐波比的影響 圖（ 13）為 S=1mm， Cmin=2mm， Cmax=24mm， D取不同值時天線的電壓 駐波比。 變量 D 對天線輸入阻抗的影響 圖（ 12）為 S=1mm， Cmin=2mm， Cmax=24mm， D取不同值時天線的輸入阻抗。 15 （ a） D= E面方向 圖 （ b） D=17mm E面方向圖 （ c） D= E面方向圖 圖（ 10） （ a） D= H面方向圖 （ b） D=17mm H面方向圖 16 （ c） D= H面方向圖 圖（ 11） 由圖（ 10）、圖（ 11）可知，圓盤半徑 D的大小對盤錐天線的方向圖影響較大。 變量 D 對天線性能的影響 當(dāng) S、 Cmin、 Cmax取值不變時，通過改變 D來考察 D取不同值時對天線方向圖、輸入阻抗、電壓駐波比的影響。 變量 S 對天線電壓駐波比的影響 圖（ 9）為 D=17mm， Cmin=2mm， Cmax=24mm， S取不同值時天線的電壓駐波比 14 （ a） S= 電壓駐波比 （ b） S=1mm 電壓駐波比 （ c） S= 電壓駐波比 圖（ 9） 由圖（ 9）可知，圓盤與錐底之間的間隙 S對盤錐天線的電壓駐波比影響較小。 13 變量 S 對天線輸入阻抗的影響 圖（ 8）為 D=17mm， Cmin=2mm， Cmax=24mm， S取不同值時天線的輸入阻抗。 變量 S 對天線方向圖的影響 圖（ 6）為 D=17mm， Cmin=2mm， Cmax=24mm， S取不同值時天線的 E面方向圖；圖（ 7）為D=17mm， Cmin=2mm， Cmax=24mm， S取不同值時天線的 H面方向圖。 圖（ 5）盤錐天線的電壓駐波比 根據(jù)圖（ 5）四個盤錐天線電壓駐波比圖可以得看出，隨著半錐 ? 的增大，在相同駐波要求下，天線的帶寬變得更好。 11 （ c） ? =45176。 （ a） ? =15176。盤錐天線的特性阻抗近似為： 0 60 ln cot 2Z ??（ ? ） （ 2） 根據(jù)上式可以看出盤錐天線的輸入阻抗跟半張角 ? 成反比，隨著半張角 ? 的增大，盤錐天線的輸入阻抗在減小。盤錐天線可以看成下錐體半張角為 90176。 （ d） ? =60176。 （ b） ? =30176。 錐角 ? 對天線輸入阻抗的影響 圖（ 4）為半 錐角取不同值時，盤錐天線的輸入阻抗與頻率的關(guān)系曲線。 圖（ 3）盤錐天線的 H面方向圖 由圖（ 2）可知，隨著半錐角 ? 的增大，天線的輻射 [10]更趨于全向。 9 （ c） ? =45176。 圖（ 2）盤錐天線的 E面方向圖 （ a） ? =15176。 （ c） ? =45176。 8 （ a） ? =15176。 max4kL ??? （ 1） 第三章： 盤錐天線的錐角 ? 對天線性能的影響 錐角 ? 對天線方向圖的影響 圖（ 2）為半錐角 ? [9]取不同值時，盤錐天線對應(yīng)的 E面方向圖。 圖（ 1）盤錐天線的結(jié)構(gòu)圖 盤錐天線的尺寸設(shè)計規(guī)律 盤錐天線的斜高 L[8]應(yīng)稍大于下限頻率對應(yīng)的波長的四分之一， L與 max? 關(guān)系如公式（ 1），其中 k 為比例系數(shù)，取值范圍在 — ， max? 是下限頻率對應(yīng)的波長。圓盤與饋電同軸電纜的內(nèi)導(dǎo)體相連接，圓錐的錐頂與同軸線外導(dǎo)體相連接。 本文研究的內(nèi)容及意義 本文采用 Ansoft公司的電磁場高頻仿 真軟件 HFSS進行仿真設(shè)計， 在常規(guī)盤錐天線設(shè)計的基礎(chǔ)上，對盤錐天線的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計，在較寬的頻帶內(nèi)實現(xiàn)良好的阻抗匹配，從而使得天線具備駐波低、全向均勻性 [6]好的特點?？芍苯拥玫教卣髯杩埂鞑ハ禂?shù)、 S參數(shù)及電磁場、輻射場、天線方向圖等結(jié)果。目前，利用集成電路方式進行饋電，制作出超寬帶平面槽天線等多種形式的超 寬帶天線，其特點是能產(chǎn)生對稱波束，利用平衡超寬帶饋電，具有超寬帶特性。雖然超寬帶天線目前有了很大的發(fā)展，但是還遠不能滿足人們的需求，主要在于超
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