基于微带巴伦馈电的平面螺旋天线开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

本文研究的是平面螺旋天线的问题。

螺旋天线的辐射能力是美国科学家 johnd.kraus于1947年在实验中发现的，自此之后，螺旋天线以其在宽频带上具有近乎一致的电阻性输入阻抗和在同样的频带上按“超增益”端射阵的波瓣图工作特点很快在各领域得到了广泛的应用。许多学者对螺旋天线的辐射特性进行了研究，给出了螺旋天线辐射设计多经验公式。早在20世纪50年代，rumsey等人提出了平面螺旋天线，该类天线的外形仅有角度决定，它们的方向图和阻抗特性在相当宽的频带范围内与频率无关，称其为频率无关天线，由于螺旋天线具有超宽的频带、稳定的增益和较低的轴比，并且易于平装，因此使螺旋天线在军事和民用方面有着广泛的应用。20世纪70年代，苏联科学家尤尔采夫和鲁诺夫对各种形式的螺旋天线进行了比较系统的理论分析和设计研究。此后各国学者进行了这方面的研究，延伸出了很多变种，尤其是四臂螺旋天线因其高增益，方向性好，圆极化的特点，得到了深入的发展和实际应用。

螺旋天线以其特性阻抗平缓、圆极化特性好、端射和边射性能优越等特点广泛应用于航天、气象、定位、中继等诸多领域。随着科技的发展，螺旋天线优越的电气性能也得到更加广泛的应用。它由导电性能良好的金属螺旋线组成，通常用同轴线馈电，同轴线的心线和螺旋线的一端相连接，同轴线的外导体则和接地的金属网（或板）相连接。螺旋天线的辐射方向与螺旋线圆周长有关。当螺旋线的圆周长比一个波长小很多时，辐射最强的方向垂直于螺旋轴；当螺旋线圆周长为一个波长的数量级时，最强辐射出现在螺旋旋轴方向上。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究（设计）的基本内容、目标

本次研究和设计一种小型平面螺旋天线，该天线基于巴伦馈电的方法，实现了不平衡馈电到平衡馈电的转换。同时具有很宽的频带，在频段0.1ghz-10ghz内，并且使得整个频段内的反射损耗小于-15db。测试指标有天线的圆极化和宽频带特性。

为了减少天线尺寸，本次设计采用一种复杂变形的平面螺旋天线。平面螺旋天线属于非频变天线系列，是一种比较普遍的超宽带天线。这种天线能够在很宽的频带内具有良好的阻抗特性，使得天线系统对于发射机来说是阻抗匹配的，这样就能让天线系统中的天线电缆部分辐射效率最高。方向图特性，能够部分地减弱本地电台信号的影响以及圆极化特性，这些优点都能使本次设计地天线得到广泛的应用。

2.2拟采用的技术方案及措施

对于天线的设计，本次设计的平面螺旋天线因为它有很宽的工作频带，也是一种理想的非频变天线，几何形状可由角度完全描述，而不包含天线长度，天线的性能不受频率的影响。通过了解平面螺旋天线有两种，分为阿基米德螺旋天线和等角螺旋天线。对于阿基米德螺旋天线，在螺旋的周长为一个波长附近的区域，形成了主要的辐射区，且随着频率的变化而变动。而对于等角螺旋天线，当螺旋臂长等于或大于一个波长时，天线就呈现出非频变天线特性。为了满足设计中非频变天线这一个特性，对于本次平面螺旋天线设计，根据阿基米德螺旋天线和平面等角螺旋天线的曲线方程：

3. 研究计划与安排

第1—2周：查阅资料

第3周：开题报告编写

第4—6周：理论与实现方法学习

4. 参考文献（12篇以上）

[1]罗旺.一种新颖的超宽带平面等角螺旋天线的设计[j].通信技术.2013(6).

[2]郭福强,陈星.一种新型超宽带微带巴伦的设计[m] .信息与电子工程, 2006,4(2).

[3]宋朝辉,邱景辉.一种平面等角螺旋天线及宽频带巴伦的研究[j] .制导与通信, 2013,24(2).