• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

      寬波束圓極化微帶天線設(shè)計(jì)

      2018-06-05 07:21:20
      關(guān)鍵詞:波束寬度軸比圓極化

      姚 菲

      (海軍裝備部,西安 710089)

      0 引言

      全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)天線作為飛機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)的射頻前端,是整個(gè)飛機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)的“眼睛”,它的性能直接影響著整個(gè)飛機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)導(dǎo)航、定位、公共安全/監(jiān)督、時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)、繪圖、天氣和大氣信息等性能的優(yōu)劣。對(duì)于機(jī)載導(dǎo)航系統(tǒng)來說,低剖面具有中等增益的圓極化微帶天線是尤為重要的[1]。而圓極化微帶天線的寬波束覆蓋比常規(guī)圓極化天線更能有效地提高天線接收/輻射能量的覆蓋面積。目前公開發(fā)表的文獻(xiàn)大多重點(diǎn)研究天線阻抗帶寬的展寬、增益的提高以及半功率波束寬度的展寬[2-6],但對(duì)于能夠提高天線導(dǎo)航信號(hào)有效覆蓋面積的寬3dB軸比波束寬度的天線研究較少[7-8]。本文所要研究的問題正是如何實(shí)現(xiàn)天線的寬3dB軸比波束寬度。

      1 天線結(jié)構(gòu)

      寬波束圓極化微帶天線的整體結(jié)構(gòu)尺寸如圖1所示。

      圖1 天線整體結(jié)構(gòu)示意圖

      在圖1中,該寬波束圓極化微帶天線介質(zhì)基板尺寸為75 mm×75 mm×3 mm (0.395λ0×0.395λ0×0.016λ0,λ0為天線中心頻率1.575GHz對(duì)應(yīng)的工作波長(zhǎng))。該天線由三部分組成:金屬地板、介質(zhì)板和輻射貼片。金屬地板蝕刻在介質(zhì)板背面,介質(zhì)板的相對(duì)介電常數(shù)εr=3.4,損耗角正切值tanδ=0.018。方形微帶貼片蝕刻在介質(zhì)板正面,尺寸為51 mm×51 mm。與傳統(tǒng)微帶天線實(shí)現(xiàn)圓極化的方式不同,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的三角形切口,該微帶貼片的四個(gè)角分別蝕刻了四個(gè)半徑不同的扇形切角,其半徑分別為7.9mm、4.1mm、3.9mm、3.2mm。饋電點(diǎn)位于+y軸,距離貼片中心9.5mm。圍繞切口順時(shí)針旋轉(zhuǎn),使天線右旋圓極化波覆蓋范圍擴(kuò)大,同時(shí)抑制了天線左旋圓極化波,且扇形微擾切口,使貼片上的電流在貼片邊緣流轉(zhuǎn)平滑,能夠進(jìn)一步改善天線的圓極化方向圖。通過簡(jiǎn)單的切口變換,使天線實(shí)現(xiàn)了圓極化特性,還可通過調(diào)整扇形切角的半徑展寬天線圓極化波束寬度。

      為了更好地了解該天線的工作原理,圖2給出了該寬波束圓極化微帶天線在1.575GHz工作時(shí)的電流分布。從圖中可以看出,該貼片上的電流矢量隨時(shí)間變化逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。這表明該天線電流滿足右手法則和圓極化時(shí)間空間正交的條件,即該天線的極化方式為右旋圓極化。圖3給出了切口半徑不同時(shí),天線最大輻射方向上的軸比。從圖3(a)中能夠得出,當(dāng)增加r1,貼片有效輻射面積變小,諧振頻率向低頻移動(dòng),當(dāng)r1=7.9mm時(shí),天線諧振,兩個(gè)正交模幅度相等、相位相差90°,天線軸比在中心頻點(diǎn)處達(dá)到最小。增大或減小r1的大小,天線的軸比值均變差。從圖3(b)~(d)中可以看出,r2、r3和r4對(duì)天線軸比特性的影響與r1類似。

      圖2天線在1.575GHz工作時(shí)的電流分布

      (a)r1(b)r2

      (c)r3(d)r4

      圖3天線軸比隨切口半徑變化曲線

      2 天線仿真與測(cè)試結(jié)果分析

      為了驗(yàn)證天線仿真結(jié)果,制作了天線相應(yīng)的試驗(yàn)樣機(jī),如圖4所示。

      圖5給出了天線電壓駐波比、軸比、增益隨頻率變化的仿真和測(cè)試結(jié)果圖。

      圖4 天線樣機(jī)

      由圖5可知,在1.556~1.634GHz范圍內(nèi),寬波束圓極化微帶天線仿真和測(cè)試的電壓駐波比均小于2.0。在1.566~1.579GHz范圍內(nèi),天線仿真和測(cè)試的軸比小于3.0,增益大于5.9dB,仿真和實(shí)測(cè)結(jié)果較為吻合。

      圖6給出了天線工作在1.575GHz時(shí),天線xoz面的仿真和測(cè)試軸比曲線。從圖中可以看出,天線仿真的xoz面3dB軸比波束寬度為165°,測(cè)試的xoz面3dB軸比波束寬度為147°,由于加工誤差和測(cè)試環(huán)境不完美導(dǎo)致仿真測(cè)試結(jié)果相差18°,但與文獻(xiàn)[4]-[6]中常規(guī)圓極化天線3dB軸比波束寬度覆蓋范圍不到115°相比,仍滿足天線寬圓極化波束特性。

      圖6 天線xoz面的仿真與測(cè)試軸比(1.575GHz)

      圖7給出了天線工作在1.575GHz時(shí),天線xoz面和yoz的仿真和測(cè)試方向圖曲線。從圖中可以看出,天線產(chǎn)生的圓極化波的極化方式為右旋圓極化。當(dāng)天線工作在1.575GHz時(shí),3dB波束寬度為60°,其最大輻射方向上交叉極化比為-29dB。

      3 結(jié)論

      本文對(duì)應(yīng)用于機(jī)載導(dǎo)航系統(tǒng)的一種新型寬波束圓極化微帶天線進(jìn)行了設(shè)計(jì)、加工制作和測(cè)試。天線實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的電特性測(cè)量結(jié)果表明:天線在1.566~1.579GHz工作頻帶內(nèi)電壓駐波比小于2.0,軸比小于3dB,增益大于5.9dB,帶內(nèi)增益穩(wěn)定,3dB軸比波束寬度大于147°,實(shí)現(xiàn)了寬圓極化軸比波束寬度的輻射特性,符合機(jī)載平臺(tái)的應(yīng)用要求。

      [1] GAO S,LUO Q,ZHU F G,et al.Circularly Polarized Antennas[M].Hoboken/Piscataway,NJ:Wiley-IEEE Press,2013:135-136.

      [2]BAO X L,AMMANN M J.Dual-frequency dual circularly-polarizedpatch antenna with wide beamwidth[J].Electronics Letters, 2008,44(21):1233-1234.

      [3]RAFI G Z, MOHAJER M,MALARKY A, et al.Low-profile integrated microstripantenna for GPS-DSRC application[J].IEEE Antennas &Wireless Propagation Letters,2009,8(4):44-48.

      [4]WANG H,WANG X,LIU S F,et al. Broadband circularly polarized antenna with high gain and wide axial ratio beamwidth[J].Microwave & Optical Technology Letters,2015,57(2):377-381.

      [5]ZHANG C H,LIANG X L,BAI X D,et al.A broadband dual circularly polarized patch antenna with wide beamwidth[J].IEEE Antennas & Wireless Propagation Letters,2014,13(4):1457-1460.

      [6]TA S X,HAN J J,PARK I,et al.Wide-beam circularlypolarized crossed scythe-shaped dipoles for global navigation satellitesystems[J].Journal of Electromagnetic Engineering & Science2013,13(4):224-232.

      [7]NASIMUDDIN,ANJANI Y S,ALPHONES A.A wide-beam circularly polarized asymmetric-microstripantenna[J].IEEE Transactions on Antennas and Propagation,2015,63(8):3764-3768.

      [8]JIANG L,ZHANG F S.,ZHANG F,et al.Wide-beamwidth circularly polarized antenna and its application in a sequential-rotation array with enhancedbandwidth[J].Progress in Electromagnetics Research C,2016(67):127-134.

      猜你喜歡
      波束寬度軸比圓極化
      面向衛(wèi)星通信的K波段低剖面可重構(gòu)線圓極化變換表面
      無線電工程(2024年9期)2024-10-24 00:00:00
      水平偏心擺波能裝置運(yùn)動(dòng)獲能特性研究
      毫米波信道中波束成形矢量的波束寬度
      用人工磁導(dǎo)體改善增益的寬帶圓極化天線
      一種寬帶寬波束圓極化喇叭天線設(shè)計(jì)方法
      一種新型波導(dǎo)圓極化天線
      CINRAD/SA雷達(dá)天饋系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)測(cè)量方法研究
      可編程超聲波測(cè)距系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
      科技視界(2018年9期)2018-07-27 11:28:30
      一種工作于S波段的圓極化微帶天線設(shè)計(jì)
      基于調(diào)度間隔與波束寬度良好匹配的最優(yōu)V2V毫米波通信
      汽車文摘(2017年9期)2017-12-06 05:09:19
      墨玉县| 赤峰市| 仲巴县| 双城市| 新乐市| 乌鲁木齐市| 米泉市| 丰台区| 固安县| 怀来县| 湘潭县| 迁西县| 谷城县| 鄯善县| 麻江县| 巴彦淖尔市| 黄石市| 长岭县| 东丰县| 涞源县| 福清市| 贡山| 咸阳市| 新晃| 日喀则市| 龙岩市| 卓资县| 伊宁县| 塘沽区| 临西县| 黑龙江省| 安乡县| 华坪县| 德兴市| 西吉县| 南岸区| 于都县| 武清区| 盐边县| 乌鲁木齐县| 西乡县|