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柔性共形天线的制备与力电性能分析

作　者: 胡建强
导　师: 戴福洪
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 工程力学
关键词: 柔性共形天线阵列天线气溶胶喷印参数化建模
分类号: V243.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

随着未来飞行器向微型化、轻质化的方向发展，传统的硬质介质基板天线已不能满足要求。因此，有必要研究新型的柔性共形天线结构。柔性共形天线不仅能与载体很好的共形，而且可以卷曲与展开以节省存放空间，能为实现其它功能的元器件提供必要的安装空间。基于上述背景，本文设计并制备了一种新型的柔性共形天线。根据微带天线天线基本理论设计了口径耦合微带天线的单元结构和2×8阵列结构，并设计了满足天线阵列要求的馈电网络。相比于传统的天线，本文设计的天线的相对带宽高达15%，性能远远优于普通微带天线。利用丝网印刷工艺在聚酰亚胺薄膜上印刷导电银浆从而实现柔性天线贴片、接地板的制备。丝网印刷工艺适合大尺寸、大面积的印刷。利用气溶胶喷印技术实现柔性天线馈线的制备，气溶胶技术能很好的控制印刷精度，其适合小面积高精度的印刷。为实现制备好的样件电性能的测试，本文利用导电银胶将50的法兰盘SMA结构粘接到馈线和接地板上，解决了传统的焊接方法会烧坏聚酰亚胺薄膜的问题。最后，对制备好的柔性天线样件进行了测试，结果与仿真结果吻合较好。柔性共形天线在实际应用中，必然会由于结构的变形而影响其正常工作。因此，本文最后研究了结构变形对柔性共形天线电磁性能的影响规律。利用参数化的CAD模型分析了结构变形对天线中心频率、带宽、增益、回波损耗以及增益的影响规律。结果表明，在曲率为0.013到0.026的范围内，天线仍能有效的工作。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-6
目录  6-8
第1章绪论  8-16
  1.1 研究背景及意义  8-9
  1.2 共形天线的国内外研究现状  9-12
    1.2.1 共形天线应用情况概述  9-11
    1.2.2 共形天线力电分析研究现状  11-12
  1.3 柔性天线发展概况  12-13
  1.4 微带天线发展概况  13-14
  1.5 本文主要研究内容  14
  1.6 本文各章节安排  14-16
第2章微带天线的基本理论  16-23
  2.1 微带天线的工作原理及主要技术参数  16-19
    2.1.1 微带天线的工作机理  16-17
    2.1.2 主要技术参数  17-19
  2.2 口径耦合天线结构的设计  19-22
    2.2.1 基本结构形式  19-20
    2.2.2 天线结构尺寸的设计  20-22
  2.3 本章小结  22-23
第3章柔性共形天线的设计与仿真分析  23-39
  3.1 引言  23
  3.2 材料的选择  23-25
  3.3 天线单元的设计与仿真结果  25-29
    3.3.1 天线单元设计  25-26
    3.3.2 单元天线仿真优化结果  26-29
  3.4 阻抗匹配网络的设计  29-34
    3.4.1 天线阵列的馈电形式  29-30
    3.4.2 馈电网络的整体设计  30-34
  3.5 天线阵列整体仿真优化  34-38
  3.6 本章小结  38-39
第4章柔性共形天线的工艺实现与性能测试  39-49
  4.1 引言  39
  4.2 丝网印刷和气溶胶喷印技术简介  39-41
    4.2.1 丝网印刷工艺简介  39-40
    4.2.2 气溶胶喷印技术简介  40-41
  4.3 柔性共形天线结构的制备  41-46
    4.3.1 天线贴片和接地板的制备  41-43
    4.3.2 馈电网络的制备  43-45
    4.3.3 天线的整体成型  45-46
  4.4 天线性能测试及结果分析  46-48
    4.4.1 天线性能的测试  46
    4.4.2 天线测试结果与仿真结果的比较  46-48
  4.5 本章小结  48-49
第5章结构变形对天线的电性能影响规律分析  49-55
  5.1 引言  49
  5.2 天线结构的参数化建模  49-51
  5.3 结构变形对天线的电性能影响规律研究  51-54
  5.4 本章小结  54-55
结论  55-56
参考文献  56-60
致谢  60

柔性共形天线的制备与力电性能分析

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