宽频带抛物面接收天线的设计

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随着电子技术的发展,系统对外部电磁环境的适应性受到了越来越多的关注。《GJB1389A-2005系统电磁兼容性要求》中给出了各种武器系统应该能够承受的外部电磁环境的电场场强的限值。本课题所设计的3.6GHHz~18GHz的抛物面天线正是为了检测各种武器系统所处的电磁环境。   本文首先对抛物面天线的原理及对馈源的要求进行了探讨,以达到所需的带宽等要求。首先根据抛物面天线要求的增益计算出抛物面半径尺寸及焦距,然后根据抛物面尺寸设计馈源喇叭。其次,使用CST仿真软件对馈源建模仿真,对影响天线性能的主要参数,同轴波导转换等进行了仿真优化。在设计频段内采用三个馈源对抛物面进行照射。再次,采用FEKO电磁仿真软件对旋转抛物面及喇叭进行仿真。在此基础上给出了天线的整体设计方案,完成了天线的结构设计及图纸绘制。最后,介绍了天线需要测量的相关参数,电压驻波比,增益,天线系数和方向图等。对天线的性能进行了测试。   测试的结果表明:馈源喇叭电压驻波比总体性能在2.8以下。馈源2电压驻波比波动比较大,在9.2GHz附近,电压驻波比最大为2.8;在其余频率范围内,电压驻波比波动变化,基本都小于2。根据测试结果,馈源喇叭的方向图与增益与仿真结果比较吻合。抛物面天线的方向图波瓣宽度比较窄。天线的天线系数在20~31之间,随频率升高而增大。天线的馈源频段越小天线系数越低。抛物面天线的增益在21dB以上,随着频率升高增益也逐渐增大。在高频时由于天线的遮挡等原因增益有所下降。
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