毕业设计椭圆环天线阵方向性系数的优化设计（端射、取向约束）_电子论文

　　毕业设计椭圆环天线阵方向性系数的优化设计（端射、取向约束），共59页，11524字，附外文翻译、源程序、开题报告等。
　　摘要
　　椭圆环天线阵在无线电定位、雷达和许多其它系统中都有应用。方向性系数是表征椭圆环天线阵辐射电磁能量集中程度的一个重要参数。本文研究椭圆环天线阵方向性系数的优化设计（端射、取向约束）。当椭圆环的长短轴之比固定时，椭圆环天线阵方向性系数随最大辐射方向的变化而改变。分别就传统法和矩量法计算半波振子天线的电流分布，然后利用优化理论，得到椭圆环天线阵方向性系数的优化结果。
　　关键词：矩量法；传统法；方向性系数；椭圆环天线阵；优化设计（端射、取向约束）
　　
　　前言
　　几十年来阵列天线在军事中得到了广泛的应用并逐渐用于民用。阵列天线采用多个阵元来提高包括增益在内的天线性能。宽频带的阵元是阵列天线的构成基础，这些阵元要合理布局以使天线的主波束能在带宽范围内的每个频率上进行宽角度扫描。如果阵元间距过大，在调制天线主波束的时候就会出现较大的副瓣，同时这个间距也要保证阵元在最低的工作频率上正常工作。临近阵元之间的电磁干扰会破坏阵元的方向图，从而影响整个阵列天线的方向图。
　　圆环阵在其中有较为广泛的应用，但是在分析圆环阵方向性系数时发现，有限尺寸的圆环阵单元数目与环半径配合不当，方向性系数可能比较低。如果改变一下排列形状，这种状况就能得到改善，椭圆环阵便是可用的方案之一。
　　本课题所研究的椭圆环天线阵是取八个半波振子天线按等圆心角排列而成。椭圆环天线阵的优化设计受到三种约束：电流激励约束，几何约束，取向约束。本设计的约束条件为端射、取向约束。
　　在本次设计中，运用矩量法计算阵元天线的电流分布，推导半波振子天线的方向函数。利用二次型逼近理论、椭圆环天线阵优化理论等实现对天线阵的优化设计，即在端射、取向约束下，得到天线阵的最大方向性系数、最佳激励电流矩阵及对应的最大辐射方向。
　　
　　目录
　　第1章题目来源及分析……………………………………………………………... 1
　　 1.1 题目来源……………………………………………………………………….. 1
　　 1.2 题目分析..……………………………………………………………………… 1
　　第2章方案论证及可行性分析………………………………………………………3
　　 2.1 方案论证 ……………………………………………………………………… 3
　　 2.1.1 方案一 ……………………………………………………………………..3
　　 2.1.2 方案二 ……………………………………………………………………..3
　　 2.2 可行性分析 ………………………………………………………………….. 3
　　第3章理论设计……………………………………………………………............... 5
　　 3.1 半波振子……………………………………………………………………….. 5
　　 3.1.1 半波振子定义………………………………………………………………5
　　 3.1.2 半波振子的实际模型与数学模型…………………………………………5
　　 3.2 求解半波振子电流分布..……………………………………………………….6
　　 3.2.1 传统法 ……………………………………………………………………. 7
　　 3.2.2 矩量法……………………………………………………………. ………..7
　　 3.3 推导半波振子方向函数..……………………………………………………….14
　　 3.3.1 传统法 ……………………………………………………………………. 14
　　 3.3.2 矩量法……………………………………………………………. ………..15
　　 3.4 椭圆环天线阵的优化设计..…………………………………………………… 17
　　 3.4.1 方向性系数最佳化………………………………………………………....17
　　 3.4.2 椭圆环天线阵优化………………………………………………. ………..20
　　第4章编程计算……………………………………………………………............... 26
　　 4.1 C语言简介……………………………………………………………………...26
　　 4.1.1 C语言的发展历史…………………………………………………………26
　　 4.1.2 C语言的特点………………………………………………………………26
　　 4.2 软件程序设计.…………………………………………………………………..27
　　 4.2.1 半波振子天线电流分布的软件实现……………………………………....27
　　 4.2.2 天线阵优化的软件实现……………………………………………………30
　　 4.3 程序调试..……………………………………………………………………….32
　　第5章结果分析……………………………………………………………................34
　　 5.1 半波振子电流分布结果……………………………………………………….. 34
　　 5.2 椭圆环天线阵优化结果………………………………………………………...35
　　 5.3 结果分析………………………………………………………...........................37
　　第6章效益分析……………………………………………………………................38
　　第7章结论……………………………………………………………........................39
　　致谢 …………………………………………………………………………………… 40
　　参考文献 ……………………………………………………………………………… 41
　　附录Ⅰ…………………………………………………………………………………… 43
　　附录Ⅱ…………………………………………………………………………………… 44
　　附录III…………………………………………………………………………………… 49
　　附录IV……………………………………………………………………………………57
　　

毕业设计椭圆环天线阵方向性系数的优化设计（端射、取向约束）

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