應(yīng)用于衛(wèi)星導(dǎo)航定位終端的抗干擾天線系統(tǒng)研究.pdf

1、衛(wèi)星導(dǎo)航定位終端在高精制導(dǎo)武器以及民用測量領(lǐng)域舉足輕重，但因?qū)Ш叫l(wèi)星遠離地面，導(dǎo)致到達地面終端的導(dǎo)航信號極其微弱（約-160dBW），因此極易受干擾，在惡劣電磁環(huán)境下失效。采用多陣元自適應(yīng)天線陣列能在一定程度上抑制干擾，但因陣元間距過近，陣元間存在嚴(yán)重互耦，陣元輻射方向圖產(chǎn)生畸變，抑制效果不甚理想。因此降低陣元互偶成為提高衛(wèi)星導(dǎo)航定位終端性能的重要手段之一。隨著超材料研究的興起，最新出現(xiàn)的超材料吸波器為降低天線陣元互耦，改善陣元輻射特性

2、提供了可能。為此，本文主要工作是研究具有高隔離度的右旋圓極化微帶天線陣列以及相應(yīng)的自適應(yīng)算法。主要研究成果如下:
　　首先，根據(jù)天線基本理論，詳盡分析了影響圓極化微帶天線陣列互耦的三大主要因素:表面波耦合、近場感應(yīng)和遠場輻射耦合。針對北斗二代系統(tǒng)對自適應(yīng)抗干擾天線陣列的要求，提出了緊湊型四陣元和七陣元中心圓對稱陣列形式的抗干擾天線陣列方案。本文中的理論分析、仿真計算和實驗測試表明:陣元間距和天線陣直徑分別為0.28和0.84個工作

3、波長時，四陣元陣列中最大的互耦系數(shù)達到-13dB，七陣元中更是達到-10dB。遠場測試發(fā)現(xiàn)互耦導(dǎo)致了各個陣元輻射方向圖發(fā)生顯著畸變;同時處于陣列中心的陣元天線增益顯著下降，四陣元中較其他陣元增益減少了1.5dB。
　　其次，本文對超材料吸波器的基本理論、電磁等效參數(shù)反演算法、寬邊耦合磁開口諧振環(huán)陣列、互補式電諧振環(huán)陣列以及雙向電諧振環(huán)吸波器做了深入研究。
　　1）提出了具有相位自動修正能力的超材料結(jié)構(gòu)等效電磁參數(shù)反演算法，該

4、算法可以自動修正相位，解決了Smith提出的標(biāo)準(zhǔn)散射參數(shù)反演算法中的參數(shù)跳變問題，尤其適用于反演計算材料吸波器的等效電磁參數(shù)。
　　2）完成了寬邊耦合磁開口諧振環(huán)陣列的仿真計算和實驗測試，結(jié)果表明二維寬邊耦合磁開口諧振環(huán)陣列加載在二陣元圓極化微帶天線陣列互耦系數(shù)降低了27.4dB，達到-42.7dB。加載在四陣元中心元對稱微帶天線陣列中，互耦降低了20dB，達到-35dB。同時，天線陣元輻射方向圖的對稱性也獲得顯著改善。
　

5、　3）提出了具有超緊湊結(jié)構(gòu)的互補式電諧振環(huán)吸波器結(jié)構(gòu)，仿真結(jié)果表明其單元尺寸和厚度僅為工作波長的1/33和1/250，且在入射角±49°內(nèi)，吸收系數(shù)達到90％。4）提出了雙向電諧振環(huán)吸波器結(jié)構(gòu)，完成了仿真分析和實驗測試，結(jié)果表明在工作頻段內(nèi)，反射系數(shù)S11小于-17dB和傳輸系數(shù)S12小于-23dB，表明該結(jié)構(gòu)具良好的吸波性能。
　　最后，本文詳盡分析了功率倒置算法的基本理論，自行針對理想四陣元圓極化微帶天線陣列的編制了Matla