船载有源相控阵天线与通信天线的研究
【摘要】论文结合科研项目进行选题研究，文中研究了船载有源相控阵天线与通信天线的设计问题。在研究船载有源相控阵天线中，分析了船体平台对船载有源相控阵天线电特性的影响，依据分析结果给出了降低天线雷达散射截面（RadarCrossSection，简写为RCS）的有效方法；在研究通信天线设计中，改进了原天线的设计方案，针对不同的使用用途，改进后的天线具有宽带、高增益、波束扫描等特点。论文的主要研究工作分为两个部分。第一部分研究工作为船载有源相控阵天线的设计与研制；第二部分研究工作为通信天线的设计与研制，其中包括了防洪减灾点对点通信天线、直升机搜救通信天线、无线通信的超宽带终端天线以及弹载宽带高增益阵列天线。作者的主要研究工作和成果为：1.在船载有源相控阵天线的设计与研制中，第一个研究成果为研制了外围具有金属背腔的新型天线单元，实现了对天线单元的波束控制，同时提高了天线单元及单元子阵间的隔离度。所设计的阵列天线具有大于21.3dB的扫描增益，实现了方位面-450~450的波束扫描；第二个研究成果为降低了天线阵面的RCS。文中改进了常规的安装方式，采用倾斜安装的方式有效地降低了天线阵面的RCS，使原来的RCS从10000m2降到100m2；第三个研究成果为天线外表面与船体完全共形。为此采用了平行四边形截面的安装嵌槽结构，一方面有效地降低了阵列天线的RCS，同时实现了阵列天线与载体平台的共形。在此研究基础上，加工了天线单元和单元子阵的实验样机，并对该样机进行了电性能测试，测试结果表明天线工作频段为UHF波段，扫面范围为-450~450，扫描增益大于21.3dB，阵列天线在X波段的RCS为50m2，满足设计指标要求并已在工程中得到了应用。2.提出了基片集成波导（SubstrateIntegratedWaveguide，简写为SIW）馈电的单缝隙耦合圆极化椭圆介质谐振天线形式。针对防洪减灾微波点对点通信系统的要求，天线应具有宽带圆极化的特点。文中采用最新的SIW馈电方法，设计了单缝隙耦合馈电圆极化椭圆介质谐振天线。采用HFSS仿真软件对阵列天线进行了一体化仿真设计。设计结果表明，在9.4GHz±350MHz频率范围内，天线增益大于18.5dB，轴比小于3.3dB，在设计的基础上，加工了天线实验样机，实测结果表明阵列天线的增益大于18.2dB，轴比小于3dB，满足通信系统的设计需求并在实际工程得到了应用。3.基于SIW，提出了馈电方式简单的宽带频率扫描微带阵列天线的新的设计方法。针对直升机搜救通信系统的设计要求，天线方向图波束应具有电扫描的特点。文中采用SIW馈电技术，设计了宽带频率扫描微带阵列天线。在仿真设计满足要求的基础上，加工制作了实验样机。实测结果表明，阵列天线在8.5GHz~12GHz的频带内，在方位面实现了-160~160的波束扫描特性，扫描增益大于12.7dB，满足工程要求。4.提出了边缘渐变小型化超宽带印刷天线的新形式；基于窄缝隙、半模SIW和SIW三种类型的谐振结构，提出了三种具有陷波特性的超宽带印刷天线。采用HFSS仿真软件对这些天线进行了设计仿真，在此基础上，加工了实验样机，实测结果表明天线的工作频带大于3个倍频程，因此具有超宽带特性。天线在陷波频段内电压驻波比的峰值分别达到了11.7、9.8和28.9。5.提出了基于SIW的改进型超宽带径向波导功分器，改进后的相对工作带宽达到了62%（改进前为5.7%）。并将该成果应用于弾载定向天线（最大辐射方向指向弹尾）的研制，采用HFSS仿真软件对四单元弹载微带阵列天线进行了天馈一体化仿真设计，加工了实验样机，实测结果表明天线在8.7GHz~11.3GHz频带内，增益大于11dB，波束覆盖大于310，满足了弹载通信系统的技术指标要求并在实际工程中得到了应用。
【作者】朱杨；
【导师】张福顺；
【作者基本信息】西安电子科技大学，电磁场与微波技术，2013，博士
【关键词】有源相控阵天线；雷达散射截面；船载；超宽带；陷波结构基片集成波导；介质谐振天线；径向波导功分器；
【参考文献】
[1]马欣妍.在线表格编辑系统View模式的设计与实现[D].北京交通大学,软件工程（专业学位）,2013,硕士.
[2]简文萍.幼儿园里的规训[D].华东师范大学,学前教育,2013,硕士.
[3]赵进延.全国检察机关网络安全总体设计[D].四川大学,电子与通信工程,2003,硕士.
[4]何丽娟.券商集合资产管理计划综合绩效评价[D].浙江工商大学,金融学,2014,硕士.
[5]李世杰,胡国柳,高健.转轨期中国的产业集聚演化:理论回顾、研究进展及探索性思考[J].管理世界,2014,04:165-170.
[6]毛晓明,张尧,管霖.基于广域测量信息的直流调制新方法[J].电力系统自动化,2007,07:45-49+65.
[7]接维增.可控震源在沙漠区工作的可能性[J].石油地球物理勘探,1980,S1:90.
[8]罗斌,刘婉,钟晨明,宁峰,吴仕闯.磁耦合谐振三线圈无线电能传输的交叉耦合效应及电抗补偿[J].电力系统自动化,2015,08:105-112.
[9]陈虹瑜.睡眠剥夺对大鼠颞下颌关节结构及p38MAPK蛋白表达影响的实验研究[D].山东大学,口腔临床医学,2013,硕士.
[10]陈侃.城市化进程与水环境质量关系及突发水污染事件规律的研究[D].哈尔滨工业大学,环境科学与工程,2013,硕士.
[11]张蕾.对W态制备方案及其应用的理论研究[D].西安建筑科技大学,光学,2013,硕士.
[12]孟曦.青少年人格特质、网络使用偏好与网络成瘾的关系研究[D].河北师范大学,心理健康教育,2012,硕士.
[13]高孝天.天线与有限边界等离子体相互作用的研究[D].哈尔滨工业大学,电气工程及其自动化,2014,硕士.
[14]徐小威.非关系型数据库数据恢复技术研究[D].杭州电子科技大学,计算机应用技术,2014,硕士.
[15]李龙.高速铁路动车组运用计划编制系统分析与设计[D].西南交通大学,交通运输规划与管理,2014,硕士.
[16]李君华.基于全球供应链的产业集群优势的制度分析[D].湖南师范大学,政治经济学,2004,硕士.
[17]张鹏.工作流技术在信贷管理系统中的应用研究[D].西安理工大学,2003.
[18]张燕南.小城镇污水厂氧化沟改造试验研究[D].重庆大学,建筑与土木工程（专业学位）,2014,硕士.
[19]杨为伟.晚期结直肠癌维持期中药治疗疗效观察[D].北京中医药大学,内科学,2014,硕士.
[20]钟家秋.网上银行法律风险监管的问题研究[D].贵州民族大学,涉外经济法,2012,硕士.
[21]李赛,王丽萍,陈宏.弱视患者双眼阅读条件下的眼动特征[J].中国特殊教育,2013,05:62-66.
[22]杨开凡.客车车辆段教学车改造和应用[D].西南交通大学,车辆工程,2012,硕士.
[23]本报记者潘永花.成功的CRM源于数据仓库[N].网络世界,2001-07-23019.
[24]陈慧羲.新媒体视域下大学生媒介素养教育研究[D].吉林大学,思想政治教育,2014,硕士.
[25]覃娇.氟非尼酮对肾纤维化氧化应激反应的作用及机制研究[D].中南大学,临床医学,2013,博士.
[26]马洁.Euler弹性修复模型及其Split Bregman快速算法[D].青岛大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[27]洪涛.加快我国流通现代化重点推行11项流通科技[A].中国商业经济学会.“2003推进商贸流通现代化”研讨会论文集[C].中国商业经济学会:,2003:16.
[28]石丽雄.中国商业银行资本充足率监管对货币政策信贷传导渠道的影响[D].云南财经大学,金融学,2013,硕士.
[29]唐娟.农地流转模式选择机制研究[D].南京农业大学,土地资源管理,2012,硕士.
[30]宋文靖.急性力竭运动后大鼠炎症及血清铁的时相性变化[D].河北师范大学,运动人体科学,2013,硕士.
[31]钱修萍.我国外贸类A股上市公司偿债盈利能力分析[D].南京理工大学,国际贸易学,2013,硕士.
[32]赵礽晔.浅埋大断面隧道施工沉降模型试验研究[D].长安大学,岩土工程,2013,硕士.
[33]黄斌,姚强,孙俊民,杨新生,黄安平,杨昆山.复合滤料在燃油锅炉除尘工程运用的性能研究[J].煤炭转化.2003(04)
[34]马玉.手工刺绣的时尚性研究与应用[D].北京服装学院,设计艺术学,2012,硕士.
[35]桂丹.酶解棉粕蛋白肽对异育银鲫的营养调控作用及抗应激能力的研究[D].南京农业大学,动物营养与饲料科学,2009,硕士.
[36]冯莉莉.生成性教学中的教师角色研究[D].湖南师范大学,课程与教学论,2014,硕士.
[37]蔡达良.购并后被购并企业员工对新组织认同的影响因素研究[D].浙江工商大学,企业管理,2014,硕士.
[38]成英文,张辉.基于城市职能理论的中国旅游城市判定及分类研究[J].现代城市研究,2014,02:104-109.
[39]张金林.葡萄砧木特性及微繁殖技术的研究[D].甘肃农业大学,作物遗传育种,2003,硕士.
[40]龚文璞.重庆日报二期技改工程高空连廊施工技术[J].重庆建筑.2004(01)
[41]张振宇.警察失范行为研究[D].中北大学,思想政治教育,2014,硕士.
[42]陈华晶.劳动合同违约金法律适用研究[D].复旦大学,法律,2012,硕士.
[43]姚旺.高校学生信息管理系统的设计与实现[D].吉林大学,软件工程,2013,硕士.
[44]师苏娟.社会政策视角下的农民工城市融合研究[D].首都经济贸易大学,社会保障,2014,硕士.
[45]乐雪清.汤姆·提克威电影研究[D].厦门大学,戏剧戏曲学,2014,硕士.
[46]崔生保,韩建波.专用小容量IP综合交换机[J].计算机与网络.2003(07)
[47]胡真.原油蒸馏过程的建模与优化控制[D].浙江大学,2000.
[48]石安山.芒刺负电场对体外肿瘤细胞和实体瘤小鼠作用的实验研究[D].东北师范大学,粒子物理与原子核物理,2012,硕士.
[49]文首先.压缩感知匹配追踪算法的研究[D].安徽大学,通信与信息系统,2013,硕士.
[50]王治君.美国体育产业结构研究[D].华中师范大学,体育人文社会学,2014,硕士.
