新型球面螺旋天線的特性分析

1、    新型球面螺旋天線的特性分析新型球面螺旋天線的特性分析將平面等角螺旋天線投影到半球面和部分球面上，得到半球面螺旋天線和部分球面螺旋天線兩種新型球面螺旋天線采用基于曲線基函數(shù)的矩量法對(duì)其輻射特性進(jìn)行了分析，給出了天線的駐波、增益、極化及方向圖等隨頻率變化的曲線新型半球面螺旋天線具有較寬的圓極化帶寬，部分球面螺旋天線增益曲線較為平坦，且易于加工，為不同要求下天線形式的選取提供了良好的依據(jù)關(guān)鍵詞：球面螺旋天線；矩量法；曲線基新型球面螺旋天線的特性分析將平面等角螺旋天線投影到半球面和部分球面上，得到半球面螺旋天線和部分球面螺旋天線兩種新型球面螺旋天線采用基

2、于曲線基函數(shù)的矩量法對(duì)其輻射特性進(jìn)行了分析，給出了天線的駐波、增益、極化及方向圖等隨頻率變化的曲線新型半球面螺旋天線具有較寬的圓極化帶寬，部分球面螺旋天線增益曲線較為平坦，且易于加工，為不同要求下天線形式的選取提供了良好的依據(jù)關(guān)鍵詞：球面螺旋天線；矩量法；曲線基函數(shù)     在移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，為了便于衛(wèi)星和終端的通信，天線需要覆蓋的面積往往非常大，這就要求天線具有寬波束、圓極化特性傳統(tǒng)采用的柱螺旋天線和微帶天線可以達(dá)到這一要求，但在波束寬度、工作帶寬上有很大的局限性為了實(shí)現(xiàn)寬帶、寬波束、圓極化輻射，HBRiblet于1960年率先提出了球面螺旋天線，

3、并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究Mei和MeyerL1 在此基礎(chǔ)上研究了非均勻螺旋纏繞的球面螺旋天線，從理論上對(duì)其遠(yuǎn)場進(jìn)行了分析雖然這種天線提出比較早，但直到近幾年才引起人們的重視和研究美國Virginia大學(xué)對(duì)該天線進(jìn)行了大量的研究，ASafaaiJaziL2 等對(duì)這種球面螺旋天線的阻抗、圓極化特性進(jìn)行了深入研究；HuiL3川等提出了一種半球面螺旋天線，這種天線在增加圓極化角度的同時(shí)降低了天線的剖面，具有更加穩(wěn)定的機(jī)械結(jié)構(gòu)，并對(duì)這種半球面螺旋天線組陣進(jìn)行了分析和研究    從目前可檢索到的文獻(xiàn)可見，所研究的球面螺旋天線都具有等螺距的特點(diǎn)，對(duì)采用其他方式螺旋纏繞的天線的特性還未很

4、好地研究筆者將平面等角螺旋天線投影到球面上，得到了兩種新型的球面螺旋天線：半球面螺旋天線和部分球面螺旋天線采用曲線基函數(shù)的矩量法對(duì)天線進(jìn)行了分析，給出了天線的駐波、增益、圓極化及方向圖曲線1 新型球面螺旋天線結(jié)構(gòu)同軸饋電(b)新型半球面螺旋天線 (c)部分球面螺旋天線圖1 天線結(jié)構(gòu)示意圖   平面等角螺旋天線是一種頻率無關(guān)天線，如圖1(a)所示，在極寬的頻帶范圍內(nèi)具有良好的阻抗特性和方向圖特性將平面等角螺旋天線投影到直徑等于平面螺旋極徑的半球面上，可以得到一種新型的半球面螺旋天線，如圖1(b)所示當(dāng)平面等角螺旋天線所投影的球面半徑大于平面螺旋的極徑時(shí)，所得的新型天線是一種部

5、分球面螺旋天線，如圖1(c)所示，較半球面螺旋天線而言，具有更低的剖面適當(dāng)對(duì)方程進(jìn)行修正，最后可得這兩種新型球面螺旋天線極坐標(biāo)方程式2 基于曲線基函數(shù)的矩量法   矩量法是在電磁輻射與散射分析研究中廣泛采用的一種數(shù)值方法，具有精確度高的特點(diǎn)傳統(tǒng)的矩量法通常采用直線段來近似模擬曲線天線的結(jié)構(gòu)，需要相當(dāng)多的直線段才能精確模擬曲率很高的曲線天線采用螺旋線段對(duì)天線進(jìn)行劃分，可以減少天線分段數(shù)，提高計(jì)算速度和精度 3 天線特性分析   筆者研究的半球面螺旋天線球面直徑為140 mm，螺旋線直徑為01 mm，圈數(shù)為4，部分球面螺旋天線球面的直徑也為140mm，高度為35mm，比半球面螺旋天線高度低了一半，具有更好的低剖面特性為了加強(qiáng)單向輻射，增加了一個(gè)反射板，反射板與半球距離為2 mm，直徑為200mm用曲線段對(duì)天線進(jìn)行剖分，應(yīng)用矩量法對(duì)這兩種新型的球面螺旋天線的輻射特性分別進(jìn)行了分析，結(jié)果如圖38所示4 結(jié)束語   筆者將平面等角螺旋天線投影到球面上，得到了兩種新型的球面螺旋天線通過采用基于曲線基函數(shù)的矩量法對(duì)這兩種