1、隨著目前民用及軍事現(xiàn)代化信息技術(shù)的發(fā)展,“空天地一體化”信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是未來的發(fā)展方向,其中空間全方位通信起著越來越重要的作用。對于衛(wèi)星通信、機(jī)載通信,“動中通”等移動通信系統(tǒng),作為中繼通信的空中平臺,在國防、軍事及民用中的作用日趨重要;尤其在一些自然災(zāi)害(地震、火災(zāi)、洪水等)和人為事件(恐怖襲擊等)等突發(fā)事件發(fā)生,并對常規(guī)移動通信設(shè)施造成破壞時,建立空中平臺應(yīng)急系統(tǒng)是提高對突發(fā)事件、緊急情況的應(yīng)變處置能力和維系通信的強(qiáng)有力手段。美國已建

2、立“空天地一體化”的通信鏈路,利用空中平臺對特定區(qū)域進(jìn)行微波中繼通信,實現(xiàn)了區(qū)域覆蓋的廣播通信,已應(yīng)用于偏遠(yuǎn)山區(qū)的通信和廣播、軍隊的區(qū)域作戰(zhàn)、以及突發(fā)事件等領(lǐng)域。
　　為了滿足空中平臺通信系統(tǒng)的需求,實現(xiàn)半空間全方位的電磁波輻射,在眾多天線系統(tǒng)設(shè)計方案中,共形球面陣天線具有不可比擬的優(yōu)勢,同時也可用于其它地面通信系統(tǒng),尤其是移動通信;另外,該天線技術(shù)亦可用于定位、雷達(dá)和導(dǎo)航中。
　　綜上所述,論文結(jié)合國家自然科學(xué)基金項目開展

3、工作,研究用于空中平臺的共形球面陣天線技術(shù),文中詳細(xì)論述了共形球面陣多波束天線的相關(guān)設(shè)計問題。論文的主要研究內(nèi)容和工作成果如下:
　　1.在共形球面陣的單元天線設(shè)計中,采用了圓極化微帶貼片天線作為基本單元,同時采用了介質(zhì)基板加載方案和縫隙耦合饋電方式,實現(xiàn)了高增益以及較寬的工作頻帶。實測結(jié)果表明,所設(shè)計的圓極化微帶貼片天線在寬頻帶范圍內(nèi),達(dá)到了高增益和優(yōu)良軸比的特性。
　　2.在共形球面陣的布陣形式設(shè)計中,研究了球面陣的布陣

4、形式,并重點闡述了子空間劃分思想和可重構(gòu)子陣技術(shù),將所需覆蓋的半空間劃分成3大區(qū)共25個子空間,以及將球面陣劃分出25個對應(yīng)的子陣,通過子陣的多波束實現(xiàn)半空間覆蓋。
　　3.研究了共形球面陣天線單元的非同向極化問題,理論分析了圓極化天線的交叉極化特性,并推導(dǎo)了采用圓極化天線作為單元的共形球面陣的遠(yuǎn)場方向圖分極化表達(dá)式,進(jìn)一步給出了一種有效降低圓極化共形球面陣天線的交叉極化比的方法,理論研究和仿真分析證明了該方法的有效性。
　

5、　4.研究了共形球面陣天線的波束成形算法問題,設(shè)計了一種用于共形球面陣天線的三維方向圖綜合算法,該算法結(jié)合了現(xiàn)有主流智能優(yōu)化算法的優(yōu)勢,如遺傳算法,粒子群算法等。并添加了控制算子和自適應(yīng)算子,進(jìn)一步改進(jìn)了綜合算法,仿真對比結(jié)果表明,該算法具有全局搜索和收斂快的優(yōu)點。
　　5.研究了在大功分比條件下,微帶 T型不等功分器的設(shè)計方法。討論了常規(guī) T型不等功分器的設(shè)計局限性,在此基礎(chǔ)上,提出了2種新型T型不等功分器的設(shè)計方法:一種是利用

6、單枝節(jié)網(wǎng)絡(luò)等效替換高阻抗線來實現(xiàn)大功分比,解決了高阻抗線的實際加工問題,具有明顯的工程實用價值。另一種是采用短截線實現(xiàn)任意功分比,回避了高阻抗線的問題。最后利用該方法制作了一個T型不等功分器,實測結(jié)果和仿真數(shù)據(jù)吻合良好,證明了該設(shè)計方法的正確性和有效性。
　　最后,在以上理論研究基礎(chǔ)上,完成了共形球面陣天線的實物加工和測試,實測結(jié)果表明所設(shè)計的共形球面陣天線能夠滿足設(shè)計要求,達(dá)到預(yù)期目的,并且仿真方向圖與實測方向圖相符較好。進(jìn)一步