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单反射面天线赋形研究

作　者: 任亚红
导　师: 李团结
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 精密仪器及机械
关键词: 单馈源阵列馈源抛物面天线赋形电性能
分类号: TN823.27
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

本文从单馈源和多馈源两方面，对单反射面天线赋形技术进行了研究。具体研究工作和成果如下：(1)馈源阵列抛物面天线电性能研究。应用电磁分析软件Grasp分别对均匀线性阵列，均匀方形阵列，均匀单圈和均匀多圈圆形阵列馈源抛物面天线建立模型，并对它们的电性能进行仿真分析。研究了直线阵和方阵间距及馈源数目对抛物面天线方向图的影响。重点研究了均匀单圈阵列数目和半径对方向图的影响及均匀多圈阵列数目及半径差对天线方向图的影响。(2)单馈源抛物面天线赋形研究。采用直接赋形方法对特定的单馈源偏馈抛物面天线进行了赋形设计。采用物理光学分析方法，将反射面形状用一组完备的正交Zernike多项式进行表示，利用Grasp软件对展开的反射面天线进行PO分析得到远场采样点增益，通过在Matlab中对Grasp进行调用建模并编写遗传算法来优化反射面的各项Zernike系数来使赋形反射面天线达到所要求的远场方向图。实现了单馈源单反射面天线的赋形设计，得了能覆盖非洲区域的反射面天线。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-13
  1.1 引言  7-8
  1.2 国内外赋形天线发展及现状  8-10
    1.2.1 国外赋形天线研究  9
    1.2.2 国内赋形天线研究  9-10
  1.3 本文主要内容  10-13
第二章反射面天线理论基础与分析  13-27
  2.1 引言  13
  2.2 天线的主要参数  13-14
    2.2.1 方向图  13-14
    2.2.2 方向性系数和增益  14
  2.3 反射面天线的基本原理  14-20
    2.3.1 抛物面天线的几何特性  14-16
    2.3.2 反射面天线分析方法  16-20
      2.3.2.1 几何光学法(GO)和几何绕射理论(GTD)  17-19
      2.3.2.2 物理光学法(PO)和物理绕射理论(PTD)  19-20
  2.4 反射面天线赋形辐射场基本方程  20-23
    2.4.1 基于物理光学的理想导体辐射场  20-22
    2.4.2 基于物理光学的反射面辐射场  22-23
  2.5 常用赋形方法  23-26
    2.5.1 波前法  24-25
    2.5.2 口面场优化法  25
    2.5.3 反射面直接展开法  25-26
  2.6 本章小结  26-27
第三章阵馈抛物面天线特性研究  27-43
  3.1 引言  27
  3.2 馈源的横向偏焦效应  27-30
  3.3 线性阵列馈源抛物面天线性能分析  30-34
    3.3.1 阵元个数 N 对均匀线阵馈源抛物面天线电性能的影响  30-33
    3.3.2 阵元间距 d 对均匀线阵馈源抛物面天线方向图的影响  33-34
  3.4 均匀方形阵列馈源抛物面天线性能分析  34-37
    3.4.1 阵元维数 N 对方阵馈源抛物面天线电性能的影响  34-36
    3.4.2 阵元间距 d 对方阵馈源抛物面天线方向图的影响  36-37
  3.5 圆形阵列馈源抛物面天线特性研究  37-42
    3.5.1 均匀单圈圆阵列馈源抛物面天线特性研究  37-40
    3.5.2 均匀多圈圆形阵列馈源抛物面天线方向图特性研究  40-42
  3.6 本章小结  42-43
第四章单偏置反射面天线赋形  43-63
  4.1 引言  43
  4.2 覆盖区域  43-45
    4.2.1 覆盖区域生成  43-45
    4.2.2 极化的选择  45
  4.3 赋形反射面的 Zernike 展开  45-50
    4.3.1 Zernike 多项式  46-49
    4.3.2 赋形反射面的 Zernike 多项式  49-50
  4.4 遗传优化算法  50-53
    4.4.1 遗传算法简介  50-51
    4.4.2 遗传算法基本要素  51
    4.4.3 遗传算法的应用  51-53
  4.5 单馈源单反射面天线赋形算例  53-62
    4.5.1 单馈源单反射面天线赋形步骤  53-55
    4.5.2 单馈源单反射面天线赋形算例  55-62
  4.6 本章小结  62-63
第五章总结与展望  63-65
致谢  65-67
参考文献  67-70

单反射面天线赋形研究

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