文档介绍：哈尔滨工业大学硕士学位论文高频波段宽带接收天线的研究姓名:耿东玉申请学位级别:硕士专业:通信与信息系统指导教师:许荣庆 20050601 哈尔滨丁业大学工学硕毖学位论文摘要高频地波超视距雷达的天线系统由于受地理位置和环境的限制,其天线阵元尺寸和阵列规模应该尽可能的小。而提高天线与接收机之间的传输功率增益是解决这一问题的重要因素之一。在满足天线指标的情况下,提高传输功率增益可以减小天线阵元的尺寸。而对于同样尺寸的天线阵元,在高频段,外部噪声占优,通过提高传输功率增益,可以减小天线阵列的规模,而在非外部噪声占优的频段,提高传输功率增益也可以提高天线系统的信噪比。本文利用遗传算法来对天线的宽带匹配网络和加载天线进行优化设计,有效地提高了天线的传输功率增益。首先,本文介绍了宽带天线的几个参量和实频法设计匹配网络的基本过程,给出了某一笼形天线用实频法设计的结果,并对其进行了分析口在设计过程中发现实频法的初值选择对结果的影响比较大,而且由于实频法在优化过程中存在逼近和拟合过程,这使得最后的传输功率增益不能达到最优。其次,介绍了遗传算法的基本原理和优化过程,详细阐述了用遗传算法设计宽带匹配网络的步骤和过程。给出了笼形天线用遗传算法设计的结果,并与实频法的结果进行了比较,发现用遗传算法来设计天线的匹配网络具有很大的优越性。对于电长度较小的难于匹配的偶极天线,本文提出了遗传算法结合分频段设计匹配网络的方法,设计的结果基本满足了要求。然后,推导了加载天线的电流积分方程,并用矩量法来计算加载天线的电流、输入阻抗、天线效率和方向图等参数,将计算的结果与电磁软件 SuperNEC计算的结果进行了比较,两者的结果基本上是一致的。这证明了矩量法计算加载天线具有很高的可靠性,也为后面对加载天线进行优化设计做好了准备。最后,对加载天线加载元件值和加载位置变化对天线效率和输入阻抗的影响进行了分析,从而为加载天线优化设计提供了一些指导:接着提出了用遗传算法分别优化加载天线和设计匹配网络的方法,给出了具体的步骤。并用此方法对一单极天线进行加载和匹配网络设计,设计结果表明了这种方法可以有效地提高天线的传输功率增益,并能够拓宽天线的工作带宽。关键词宽带匹配网络;传输功率增益;实频法;遗传算法;加载天线哈尔滨工业人学工学硕十学位论文 Abstract Antenna elements and arrays of high frequency ground wave over-the-horizon radar should be designed as small as possible due to restriction of situation and environment. One of keys to solving the problem is to improve the transducer power gain (TPG) between antenna and receiver. If the requirements of antenna system are already satisfied, the size of antenna element can be decreased by improving its TPG If the size of antenna element is to keep the same,勿improving its TPqthe size of antenna array can be decreased over the high frequency band that noise is dominant; signal-to-noise ratio of antenna system can be improved over the frequency band that external noise is not dominant. In this paper, ic algorithm (GA) is used to design broadband matching network of antenna and to optimize loaded antenna. The TPG of antenna element is improved effectively. Firstly, several parameters of broad