一種新型雙臂螺旋天線的研究與設計
其中一臂相位項為:
上述公式中參量的意義如圖2所示,雙臂輻射的電場在空間進行矢量疊加就形成了最終的方向圖。
雙臂螺旋天線模型仿真結果如圖3所示。在設計中,為了盡可能使電流在螺旋線末端近乎為零,使所有能量輻射出去,同時折衷結構的尺寸要求,需優(yōu)化出雙臂螺旋天線基本尺寸,如螺旋線半徑、介質桿半徑、螺旋半徑、螺距和螺旋圈數(shù)以及平衡器開槽深度0.25λ。計算結果表明,當圈數(shù)適當時這種雙臂螺旋天線的尾瓣很小,具有寬的方向圖,波束寬度能夠達到11O°以上,在波束寬度內軸比小于3 dB,方位面為全向輻射,而且增益能夠達到6.1 dB,具有良好的匹配性能。
3 天線測試結果
根據(jù)理論優(yōu)化設計結果,加工出雙臂螺旋天線,經(jīng)過測試可得出,當駐波小于等于1.4時,帶寬達到10%以上;當3 dB波瓣寬度大于等于120時,軸比小于等于3 dB,增益可達到5.6 dB。通過測試表明,雙臂螺旋天線能夠滿足衛(wèi)星導航通信系統(tǒng)的要求,并且該天線已經(jīng)成功地實現(xiàn)了衛(wèi)星導航通信試驗。
4 結 語
設計了一種用于衛(wèi)星導航通信系統(tǒng)的雙臂螺旋天線,根據(jù)該系統(tǒng)的電氣和結構要求優(yōu)化設計出天線實物,通過對實物進行測試和在試驗中的成功應用,表明新型雙臂螺旋天線能夠很好地滿足衛(wèi)星導航通信系統(tǒng)通信入站回傳的要求,對于衛(wèi)星導航通信系統(tǒng)天線的設計與研究具有很高的參考價值。
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