3。2 功分器与一维子阵的设计 17

4  微带天线的锥形波束的赋形与设计 21

4。1 馈电网络与阵面设计 21

4。2 迭代式最小二乘法的运算原理与实现方式 22

4。3 蛇形线移相器的设计 26

4。4 相对误差的选择 27

结  论 31

致  谢 32

参 考 文 献 33

1  引言

1。1  天线技术研究现状

天线技术的成长与发展紧密跟随无线通信技术的发展脚步，随着现如今无线通信的发展，相应的天线技术也有了很大的发展。所有无线通信系统的良好运作，都离不开天线，可见天线的性能差异对通信系统的指标影响深远，因此若要设计大型的无线通信系统，必须在天线方面加大投资并完善设计。天线的本质原理，概括地来说就是将波导中的电磁波耦合辐射到自由空间中已达到发射信号的功能，或是把自由空间中的电磁波耦合到波导中以达到接收信号的功能[1-5]。同时，天线也可以大致理解为一类变换器，它能够把在传输线上传递的导行波转变成在自由空间中传播的电磁波，或者进行相反变换。总之，凡是利用电磁波来传递信息的，其工作的进行离不开天线。此外，一些非信号的能量辐射也要依靠天线。论文网

1。2  锥形波束天线及研究现状

1。2。1  锥形波束天线特点

 产生锥形波束的天线是一类特殊的天线，该类天线的方向图与极化方向呈径向对称，这类天线在孔径的法线方向上没有辐射，而最大辐射的方向在与法线有一定倾斜角度的锥面上。同时它的波束方向在边射和端射之间，同时它是一类具有全向性的天线，如图1。1(a)和1。1(b)所示[25]，锥形波束天线的方向图在XY平面上是全向的，在包含Z轴的平面内最大辐射方向与法线有一定角度倾斜。这类天线的主要应用领域为车载卫星和导航跟踪等。产生锥形波束的天线的波束跟踪能力和增益都是介于相控阵和三维全向天线之间，并且与之相比，该方法具有更高的性价比，这正是因为锥形波束天线所独有的倾斜波束结构、大范围覆盖的波束、径向对称性等特点，所以近年来在各类无线通信系统中得到了非常广泛的应用。同时，由于锥形波束能够在不降低信号质量的前提下覆盖更大的区域，因此无线网络工程中对锥形波束天线的需求日益增大。除此之外，各类遥感系统、自动目标跟踪系统和自动防撞雷达等系统中也不难发现锥形波束的身影。

图1。1(a)锥形波束天线的三维方向图  (b)锥形波束天线的二维方向图

图1。2多臂圆锥螺旋天线平衡激励示意图

1。2。2  锥形波束天线研究现状

1。2。3  锥形波束的基本工作机理

上文已经提到，锥形波束的最大辐射方向并不是与口径面相垂直或平行，而是在与口径面的垂直法线成一个特定倾角的锥面上，同时锥形波束的天线的方向图在周向具有径向对称性[25]。锥形波束天线的极化特性与传统意义上各类极化并不相同。通常笔形波束天线的极化特性不会因为空间位置的变化而受到影响，其天线的极化特性在任何远场区的点都是一样的，而锥形波束天线的极化是随着空间位置的不同而改变的。锥形波束天线远场处电场矢量的方向并不是一致的，但是在所有的纵剖面上锥形波束天线的极化类型是一样的。例如，一个纵剖面上锥形波束天线的极化是圆极化那么该天线所有纵剖面上的极化都是圆极化，以此类推。锥形波束天线的极化可以看成是某一个纵剖面的极化沿周向旋转360°得到的。通过运用一个各向同性的点源阵，该阵幅度相同相位相反，如图1。4(a)所示，我们可以得出远场方向图。文献综述 K波段锥形波束天线阵列设计研究HFSS仿真(2):http://www.youerw.com/tongxin/lunwen_90806.html