礦井無(wú)線通信系統(tǒng)波束賦形天線陣的設(shè)計(jì).pdf

1、本文是根據(jù)科研項(xiàng)目進(jìn)行的選題研究,論文的任務(wù)是研究應(yīng)用于礦井無(wú)線通信系統(tǒng)的賦形天線陣的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法。
　　 礦井通信系統(tǒng)要求賦形天線陣具有體積小、重量輕、相對(duì)帶寬為10％、最大掃描角達(dá)30°、增益達(dá)10dB的特性。微帶天線具有重量輕、體積小、剖面低等優(yōu)點(diǎn),但普通的微帶貼片天線的相對(duì)帶寬約為5％,不能滿足礦井通信系統(tǒng)工作的要求。為此,本文選用雙層微帶貼片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)天線陣元。根據(jù)微帶天線基本設(shè)計(jì)方法對(duì)雙層微帶貼片天線進(jìn)行了初步設(shè)計(jì),

2、在此基礎(chǔ)上,利用Ansoft HFSS軟件對(duì)天線進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),使天線陣元的阻抗帶寬(VSWR<1.5)達(dá)到了10％以上,能夠滿足賦形天線陣的要求。
　　 為了使天線具有較高的增益,同時(shí)使波束達(dá)到最大掃描角為30°的要求,本文以所設(shè)計(jì)的雙層微帶貼片天線作為陣元,采用理論計(jì)算與HFSS軟件仿真相結(jié)合的方法,設(shè)計(jì)了一個(gè)四元線陣。仿真結(jié)果表明,該天線陣最大掃描角達(dá)到31°,增益為12.8dB,能夠滿足要求。
　　 本文采用Wi

3、lkinson功分器為天線陣設(shè)計(jì)饋電網(wǎng)絡(luò),根據(jù)Wilkinson功分器的基本設(shè)計(jì)方法,分別設(shè)計(jì)了等功分和功分比為2:1的一分二微帶功分器。將等分、不等分功分器及微帶延長(zhǎng)線級(jí)聯(lián)構(gòu)成了整個(gè)饋電網(wǎng)絡(luò)。
　　 本文還為所設(shè)計(jì)的天線陣設(shè)計(jì)了一款薄壁樹(shù)脂玻璃鋼天線罩。最后,利用HFSS軟件對(duì)天線陣、饋電網(wǎng)絡(luò)和天線罩作了聯(lián)合仿真。在此基礎(chǔ)上對(duì)整個(gè)天線陣系統(tǒng)進(jìn)行了加工、測(cè)試,結(jié)果表明:天線陣的阻抗帶寬(VSWR<1.5)為15％,增益為11.0