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天线作为无线通信系统的空中接口,其性能高低决定整个电子系统的性能。随着军事装备技术竞争的日益激烈,反辐射导弹技术得到迅猛发展,反辐射导弹捕获、跟踪,并定向攻击辐射源目标的过程,其弹载端射天线的性能直接决定了导弹的效能。由于反辐射导弹空间狭小、战斗任务多样化,对端射天线技术指标提出了更高要求,如小型化、高增益、宽频带、易于共形安装等。保持端射天线良好端向辐射特性的同时,如何扩展其频带宽度;如何实现端射天线与金属弹体共形;如何降低金属弹体对端射天线性能的影响等问题已成为宽带端射天线实用化亟待解决的关键技术难点。为此,本论文在研究典型端射天线结构、辐射机理等基础上,深入研究了对数周期天线、Yagi-Uda天线、Quasi-Yagi天线等端射天线的带宽扩展、增益提升及小型化机理,以及宽带端射共形天线阵列理论与设计方法等关键技术。论文的主要研究工作及贡献如下:(1)提出一种新型单极对数周期天线结构及2GHz-18GHz端射测向天线阵列。对经典单极对数周期天线进行了深入研究。对单极对数周期天线的辐射方向图进行了严谨的理论推导。对消除经典单极对数周期天线阻带的传统方法进行了分析。新型单极对数周期天线采用微带-缝隙馈电结构,微带-缝隙馈电结构具有结构简单、易于加工、宽频带等优点。新型单极对数周期天线达到100%的频带宽度,具有宽频带、结构简单、易于加工、良好端射辐射特性等优点。利用两款新型单极对数周期天线(2GHz-6GHz、6GHz-18GHz单极对数周期天线)组成覆盖2GHz-18GHz的端射测向天线阵列。在保持弹体气动布局不变的同时,实现了单极对数周期天线与金属弹体的共形。对有限地板导致的电磁波绕射特性、新型单极对数周期天线阵垂直放置于有限地板上的辐射特性进行了分析。为单极对数周期天线阵在有限地板上的设计,提供坚实的理论基础。(2)对Yagi-Uda端射天线进行了深入的理论研究。详细分析了Yagi-Uda及Quasi-Uda端射天线结构及工作原理。通过对传统Yagi-Uda天线的理论分析,得到天线振子上的电流在半空间中的辐射公式。对Yagi-Uda天线的远场辐射特性进行了详细的理论分析。设计了具有15个振子的Yagi-Uda天线,验证了Yagi-Uda天线的设计方法,为工程设计及应用,提供了可靠的天线参数。由于微带Quasi-Uda端射天线良好的端向辐射性能、易于加工、成本低等优点,广泛应用于电子设备。对经典宽带微带Quasi-Yagi端射天线进行了深入研究。对宽带馈电结构的设计方法进行了研究,并对多种宽频带巴伦结构进行了比较分析。对Quasi-Yagi端射天线的辐射效率进行了研究。经理论分析可得,经典微带Quasi-Yagi端射天线的辐射效率达到93%。(3)提出了一种新型半菱形对拓Quasi-Yagi宽频带端射天线,实现Quasi-Yagi天线频带宽度的扩展及稳定的端向辐射特性。半菱形对拓结构的Quasi-Yagi端射天线的频带宽度达到96.6%,比传统Quasi-Yagi端射天线的频带宽度提高了45%。解决了传统Quasi-Yagi端射天线频带宽度窄的缺点,克服了传统Quasi-Yagi端射天线在高频范围内的端向辐射恶化的缺点。利用六个半菱形对拓结构Quasi-Yagi端射天线单元,均匀装载到金属弹体表面,形成覆盖5.5GHz-17.3GHz的端射测向天线阵列。提出将半菱形对拓结构Quasi-Yagi端射天线单元装载到金属弹体的方法。端射测向天线阵列在5.5GHz-17.3GHz的频带范围内,辐射方向图具有?30左右的上翘角度,但能满足端射测向天线系统的指标要求。(4)提出了一种新型宽频带巴伦结构、巴伦馈电及周期引向的宽带Quasi-Yagi端射天线。新型巴伦具有结构简单、工作频带宽(3.1GHz-10.6GHz)等优点。利用新型巴伦作为Quasi-Yagi天线的馈电电路,同时在天线前端增加循环周期性引向器结构。巴伦馈电及周期引向的宽带Quasi-Yagi端射天线比传统Quasi-Yagi端射天线的频带宽度提高了60%左右。巴伦馈电及周期引向的宽带Quasi-Yagi端射天线具有良好的端向辐射特性,比未加载周期结构的Quasi-Yagi天线提高了2dBi的增益,端射方向最大增益达到7.5dBi。(5)提出一种电磁超材料加载的Quasi-Yagi天线。在研究电磁超材料结构与特性基础上,提出一款简单的“I”型电磁结构,简化了超材料的设计及加工难度。提出的电磁超材料加载的Quasi-Yagi天线结构,覆盖4.5GHz-9.5GHz的频带宽度,端射方向上的增益达到4-8dBi,比未加载“I”谐振结构的天线增益提高了2dBi。加载超材料的宽带端射天线具有良好的端射特性,可以广泛应用于无线通信、制导、测向等电子设备。上述研究成果能为弹载端射天线单元及阵列设计提供理论指导和性能评估方法,为弹载宽带端射天线阵列中金属载体对端射天线阵工作带宽、增益、端射特性的影响分析及解决方案提供了新的思路。