寬帶短波環(huán)形天線項目設(shè)計方案

#4.3結(jié)果分析及改進方案對于電小環(huán)天線而言，最大的問題是其饋電點阻抗實部很小，在頻率低端基本上表現(xiàn)為純電感。因此設(shè)計合理的天線加載網(wǎng)絡(luò)以大幅度改善饋電點全頻段阻抗特性，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計天調(diào)就成為車載半環(huán)鞭天線研制的核心。本設(shè)計對具有圖3.1所示加載結(jié)構(gòu)的車載寬帶短波半環(huán)NVIS鞭天線模型進行了初步分析及優(yōu)化，與未加載的車載短波NVIS半環(huán)鞭天線或者只有終端電阻加載的車載短波NVIS半環(huán)鞭天線的饋點全頻段阻抗特性相比，本設(shè)計的車載寬帶短波NVIS半環(huán)鞭天線的饋點全頻段阻抗特性更加優(yōu)越，并且其方向特性可以滿足短波NVIS通信要求。若進行遺傳算法后再進行匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計進一步改善饋點全頻段阻抗特性以及方向特性,再輔以天調(diào)匹配該天線性能將獲得更為滿意的結(jié)果。在現(xiàn)代通信技術(shù)中，為了實現(xiàn)保密通信，消除干擾，將廣泛應(yīng)用多頻段、多功能電臺和寬帶跳頻電臺，跳頻速率越來越高，跳頻范圍也越來越寬。原有的窄帶天線已無法滿足要求，即使可調(diào)諧天線也無法滿足快速的跳頻速率。同時，在移動平臺，狹小的空間內(nèi)若密布多副天線，相互之間的干擾較為嚴(yán)重，影響通信質(zhì)量，這也要求研制的天線能覆蓋很寬的頻段。同時在短波通信領(lǐng)域由于天線與波長的關(guān)系使得傳統(tǒng)短波天線尺寸過于龐大且頻帶狹窄，使用不夠靈活。在這種背景下對天線的寬帶化、小型化的要求也就越來越高。并且短波通信存在盲區(qū)，為提高通信質(zhì)量，通常采用NVIS傳播通信方式。環(huán)天線具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、體積小、重量輕等諸多優(yōu)點，本文設(shè)計了一種寬帶短波NVIS半環(huán)鞭天線，該天線采用遺傳算法，建立優(yōu)化函數(shù)，優(yōu)化各個參數(shù)，然后采用加載技術(shù)對其進行寬帶化、小型化的優(yōu)化，并且基本消除了短波通信盲區(qū)，實現(xiàn)了天線的寬帶化、小型化。以下是對后續(xù)工作的一些建議：1、對短波環(huán)形天線系列的方向圖和增益進行精確測量，根據(jù)測量結(jié)果指導(dǎo)天線研究的下一步工作，包括天線參數(shù)的進一步優(yōu)化，并對天線方向圖帶寬和阻抗帶寬結(jié)合進行研究。2、根據(jù)現(xiàn)有開發(fā)的環(huán)形天線系列，結(jié)合工程積累的實驗經(jīng)驗，開展新型寬帶短波環(huán)形天線的型號設(shè)計。3、匹配網(wǎng)絡(luò)的預(yù)處理技術(shù)研究。寬帶匹配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計與計算與負(fù)載阻抗有密切關(guān)系，適當(dāng)?shù)碾娮杓虞d或是設(shè)計附加網(wǎng)絡(luò)作為匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的預(yù)處理，可實現(xiàn)天線寬帶匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計更大可行性，得到滿意的匹配效果。4、天線與平臺的一體化設(shè)計研究。由于在許多工作平臺環(huán)境，如在艦載、車載、機載等情況下，工作波長與平臺的幾何尺寸可以相比擬，天線的工作特性將受到工作平臺的顯著影響。因此短波環(huán)形天線與整個平臺作為一個整體來研究就顯得非常必要。這樣可以指導(dǎo)平臺天線的合理布局問題，改善電磁兼容性，提高天線的通信質(zhì)量。馬上就要畢業(yè)了，時間過得總是比我們想象的要快，轉(zhuǎn)眼四年就過去了，在這四年中我收獲了很多，許多老師和同學(xué)在學(xué)習(xí)上和生活上都給予我很大的幫助,在此我表示衷心的感謝。在本論文撰寫完成之際，我要衷心感謝所有曾給予我?guī)椭椭笇?dǎo)的老師、同學(xué)和朋友，尤其是我的指導(dǎo)老師吳老師，雖然吳老師教學(xué)任務(wù)繁重，但她仍然經(jīng)常關(guān)心我的論文進展情況，并提出了許多寶貴的意見。吳老師淵博的知識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、豐富的實踐經(jīng)驗和對科學(xué)發(fā)展方向的敏銳眼光使我在學(xué)習(xí)中受益匪淺。吳老師在我的專業(yè)課學(xué)習(xí)、研究方法、論文寫作等方面都進行了精心的指導(dǎo),同時也在生活上給了莫大的幫助。在此我向吳老師表達最誠摯的謝意和最崇高的敬意。感謝我的家人對我無微不至的關(guān)懷，以及對我學(xué)業(yè)的支持，他們永遠是我的精神的支柱、動力的源泉。再次感謝曾經(jīng)幫助和培養(yǎng)過我的所有老師，他們?yōu)槲业倪M步付出了艱辛的努力，并感謝我的所有朋友對我的支持和關(guān)心。參考文獻林昌祿?天線工程手冊[M].第1版?北京：電子工業(yè)出版社，2002年.林昌祿，陳海，吳為公?近代天線設(shè)計[M].北京：人民郵電出版社，1990年.楊利容，龍祖強?寬帶天線阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化設(shè)計[J].衡陽師范學(xué)院學(xué)報，2007年12月第28卷第6期.曹衛(wèi)平，楊曉輝?背負(fù)式短波天線寬帶匹配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2007年第5期.⑸沈琪琪?短波通信[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，1989年.⑹肖輝.2?30MHz短波天線寬帶匹配[J].軍事通信技術(shù)，1998年6月總第66期.⑺華夷和，徐金平，顧長青?金屬載體上線天線阻抗與輻射特性的矩量法研究[J].南京航空航天大學(xué)學(xué)報，2002年第34卷第3期.李俊?遺傳算法在天線設(shè)計中的應(yīng)用[J]?移動通信，2000年第5期.康云娟，朱守正，李麗?一種小尺寸高效率加載小環(huán)天線的研究[J]?現(xiàn)代電子技術(shù)，2007年第5期.李明榮?關(guān)于環(huán)形天線的阻抗匹配[J].電視技術(shù)，1990年第2期.朱義勝，鄭紫微.短波寬帶天線匹配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計[J].電子學(xué)報，2001年第8期.李成.短波NVIS傳播方式及NVIS天線設(shè)計[J].軍事通信技術(shù)，199&(3):15?19.張峰，杜曉燕，周東方，詹華偉.CST軟件在LPDA設(shè)計中的應(yīng)用[J].計算機應(yīng)用與軟件，2007年11月第24卷第11期.附錄程序1:globalwcepsilonOmu0radiuskLSDhelixalphalengthsegmentsldelta;globalradiusfeeddeltafeedsegmentsfeed;globalvaluenvaluen;定義初始值;m=0;n=0;定義初始值;form=l:l:ALLseg-lforn=1:1:ALLseg-1if(m>Nconnect)&&(n>Nconnect)Zmn(m,n)=k42*intgr1(m,n)+intgr2(m,n);popsize=500;%populationsizemaximization";%maximizationflagminimization=2;%minimizationflag%thedefinitionofuserdataelseif(mvNconnect)&&(nvNconnect)Zmn(m,n)=k.A2*intgrfeed1(m,n)+intgrfeed2(m,n);Zmn(m,n)=k.A2*connect1(m,n)+connect2(m,n);else%crossZmn(m,n)=k.A2*cross1(m,n)+cross2(m,n);end;end;end;Zmn=(i/(w*epsilonO)).*Zmn;ApZmn=abs(Zmn)PhZmn=angle(Zmn)程序2：取復(fù)數(shù)的絕對值或模;%feed%connectglobalwcepsilonOmuOradiuskLSDhelixalphalengthsegmentsldelta;globalvaluenvaluen;Zmn=zeros(segments-1,segments-1);ApZmn=zeros(segments-1,segments-1);elseif(mvNconnect)&&(nvNconnect)Zmn(m,n)=k.A2*intgrfeed1(m,n)+intgrfeed2(m,n);Zmn(m,n)=k.A2*connect1(m,n)+connect2(m,n);else%crossZmn(m,n)=k.A2*cross1(m,n)+cross2(m,n);end;end;end;Zmn=(i/(w*epsilonO)).*Zmn;ApZmn=abs(Zmn)PhZmn=angle(Zmn)程序2：取復(fù)數(shù)的絕對值或模;%feed%connectglobalwcepsilonOmuOradiuskLSDhelixalphalengthsegmentsldelta;globalvaluenvaluen;Zmn=zeros(segments-1,segments-1);ApZmn=zeros(segments-1,segments-1);PhZmn=zeros(segments-1,segments-1);Zmn(1,1)=k.A2*intgr1(1,1)+intgr2(1,1);m=0;n=0;定義初始值;form=1:1:segments-1forn=m+1:1:segments-1Zmn(m,n)=k.A2*intgr1(m,n)+intgr2(m,n);Zmn(n,m)=Zmn(m,n);end;end;forj=2:1:segments-1Zmn(j,j)=Zmn(1,1);end;Zmn=(i/(w*epsilonO)).*Zmn;ApZmn=abs(Zmn)PhZmn=angle(Zmn)Cmax=100;%certainmaximalvalueCmin=0;%certainminimumvaluelength1=10;%thechromosomelength1stvariablelength2=10;%thechromosomelength2stvariablechromlength=length1+length2