介质载体上共形微带天线的分析与研究

共形天线具有许多优良的电磁性能,是天线技术中最受关注的发展方向之一。在早期的研究中,一般只简单地考虑了不含载体的曲面天线和阵列,然而共形天线工作在含有载体的环境中,天线的设计需要考虑到载体的影响。近年来已有学者研究了金属载体上的共形阵列。随着现代科技的飞速发展,越来越多的新型介质材料被应用在各种载体平台上。本文主要研究介质载体上的共形微带天线的分析方法。在频率比较低的雷达波段,如L、S、C波段,常用的介质载体的层厚度一般都远小于工作波长,针对这种含有薄介质层的结构,本文采用了一种金属/薄介质复合结构(PEC-TDS)的表面积分方程方法进行分析。论文包含四个方面的内容: 第一,总结了共形微带天线的主要的分析方法,对比了现有方法在的优缺点,给出了采用PEC-TDS方法分析含薄介质结构的共形微带天线的依据。 第二,介绍了PEC-TDS表面积分方程法的基本思想。给出了几种薄介质模型中的TDS表面积分方程。最后将薄介质与金属结合建立了全电流PEC-TDS表面积分方程。 第三,研究了PEC-TDS表面积分方程在介质载体上共形微带天线中的应用。为了更好的分析共形天线,采用了曲面三角建模,使用了定义在曲面三角形上的CRWG基函数,利用Duffy变换处理了CRWG基中的奇异性。最后研究了矩量法分析微带天线的一个重要问题——源的建模。用δ电压源对微带线和探针的两种馈电结构进行建模,获得了较好的效果。 第四,将PEC-TDS表面积分方程应用到介质载体上共形微带天线的分析中。讨论了介质载体对天线阻抗特性和辐射特性的影响。