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摘要:本课程设计旨在利用《天线原理与设计》所学知识,分析了轴向模螺旋天线的辐射原理,设计了一种双臂渐变螺旋天线,给出设计模型及初步仿真结果;在工作频率700MHz处实现S11<-10dB、VSWR<2、G≥12dB的既定目标。
关键词:高增益;圆极化;螺旋天线
Abstract:This is designed to use the knowledge learned in Antenna Principles and Design to analyze the radiation principle of the axial mode helical antenna, design a double-arm tapered helical antenna, and give the design model and preliminary simulation results; at the operating frequency of 700MHz Achieve the set goals of S11<-10dB, VSWR<2, G≥12dB.
Key words:High-gain; circular polarization; helical antenna
中心频率 | 带通范围 | 带内波纹 | 上边带阻带衰减 | 下边带阻带衰减 |
---|---|---|---|---|
2.4GHz | 2.3~2.5GHz | <0.15dB | >25dB(f>2.8GHz) | >25dB(f<2.0GHz) |
切比雪夫低通原型的逼近衰减函数为:
$$L_{A}\left( \omega^{'} \right) = 10{\log\left\lbrack 1 + \varepsilon T_{n}^{2}\left( \omega^{'} \right) \right\rbrack}$$
其中,$T_n(ω')$是n阶第一类切比雪夫多项式,即:
$$ T_{n}^{2}\left( \omega^{'} \right) = \left\{ \begin{matrix} {{cos}^{2}\left\{ {narccos\omega^{'}} \right.,~~~\omega^{'} \leq 1} \\ {{ch}^{2}\left\{ {narch\omega^{'}} \right.,~~~~~~~~~\omega^{'} \geq 1} \\ \end{matrix} \right. $$
当$ω'=1$时,$T_n (1)=1$,则衰减达到最大值$L_{Ar}=10 log(1+ε)$,得到
$$\varepsilon = 10^{\frac{L_{Ar}}{10}} - 1$$
设计一低噪声放大器并使其增益尽可能地高;电路制作在Duroid基片上 $\varepsilon_r=10$ 、$h=1.27mm$。场效应晶体管在$3GH_Z$、$100MH_Z$带宽时的S参数如下:
$$ \begin{cases} S_{11}=0.9\angle-90^\circ \\ S_{12}=0 \\ S_{21}=2\angle 90^\circ \\ S_{22}=0.5\angle-45^\circ \end{cases} $$
$$ \begin{cases} \Gamma_{opt}=0.5\angle135^\circ \\ F_{min}=3dB \\ R_N=4\Omega \end{cases} $$
求: