哈尔滨工业大学2005届本科优秀毕业设计(论文)选集资料
哈工大优秀毕业论文

毕业设计(论文)题目CNT基阴极扩散电极的研究专业电子信息科学与技术学号**********学生郑雪指导教师张宇峰答辩日期2014年6月23日哈尔滨工业大学毕设计(论文)评语姓名:郑雪学号:1102100510 专业:电子信息科学与技术毕业设计(论文)题目:CNT基阴极扩散电极的研究工作起止日期:2013 年12 月9 日起2014 年 6 月25 日止指导教师对毕业设计(论文)进行情况,完成质量及评分意见:Nafion膜作为甲醇燃料电池的电解质膜,存在比较严重的甲醇渗透问题,从而降低了电池的输出性能,因此需要对Nafion膜进行改性处理来降低甲醇渗透。
本文对Nafion膜的改性处理进行了充分的调研,在总结前人研究结果的基础上,系统探究了浸渍还原法制备Pd-Nafion复合膜的工艺参数对改性膜性能的影响,并对传统的浸渍还原法进行改进,在Nafion膜的浸泡过程中通过引入脉冲电场来使得更多的Pd原子沉积进入Nafion膜中,从而进一步减小了Nafion 膜的甲醇渗透,同时对电场参数的影响也进行了研究。
论文的研究工作创新性较强,内容饱满,论文结构合理,条理清晰,达到了本科生毕业设计论文的要求。
该生在毕业设计中工作努力,思路灵活,很好地完成了导师布置的各项任务,具备较强的独立完成工作的科研能力。
指导教师签字:指导教师职称:评阅人评阅意见:微型燃料电池是一种重要的MEMS器件,近几年受到了国内外学者的高度关注,论文选题具有重要的理论意义和应用价值。
甲醇渗透一直是抑制电池性能提高的瓶颈之一,本文对微型甲醇燃料电池及解决甲醇渗透相关方法的国内外研究现状进行了充分的调研。
在分析直接甲醇燃料电池工作原理的基础上,重点对甲醇渗透进行了深入地研究,首先采用溶液浸渍法制备Pd-Nafion改性膜,并分析了各种参数对电池性能的影响;在此基础上,提出了一种施加电场辅助对Nafion膜进行改性处理的方法,讨论了各种条件对电池性能的影响,从而确定了膜改性的最佳工艺条件,结果表明采用新方法改性的微型燃料电池性能要优于未改性,工作创新性较强,是一篇优秀论文。
哈尔滨工业大学本科毕业设计(论文)工作实施细则

哈尔滨工业大学本科毕业设计(论文)工作实施细则毕业设计(论文)是高等学校实现人才培养目标的重要实践性教学环节,是学习、实践、探索和创新的教学过程,是提高和体现本科教育质量的关键环节之一。
为规范过程管理,不断提高本科生毕业设计(论文)质量,我校在《哈尔滨工业大学本科生毕业设计(论文)的若干规定》的基础上,针对实施中的具体问题,特制定本细则。
一、毕业设计(论文)各环节工作要求毕业设计(论文)由选题、开题、中期检查、结题检查(论文评阅)和答辩等环节组成,有关要求如下:(一)毕业设计(论文)选题1.选题要符合本专业的培养目标及教学要求,研究内容应体现专业理论、知识和技能的应用,使学生在规定时间内得到系统的科研训练。
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2.选题应有一定的先进性、实用性和创新性,尽量与工程实践、科学研究、经济发展相结合,体现新知识、新技术、新方法的应用。
学生参与科研课题或实际项目,可激发科研兴趣和热情,发挥学生的主观能动性,培养创新意识和能力。
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3.贯彻“以学生为本”的人才培养理念,在体现专业培养目标的基础上,鼓励选择与学生就业、深造、兴趣相关的设计题目,激发学生的主动性和创新潜能。
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4.题目的深度、难度和工作量要适当,要体现因材施教的原则,使学生在指导教师的指导下经过努力能在规定时间内完成任务,又留有充分发挥、扩展的空间;要引导学生综合运用所学的知识和技能研究问题、解决问题,注重培养学生的独立工作能力,有适当的阶段性成果。
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5.由多个学生共同参加的项目或与研究生协作进行的课题,必须明确每个学生独立完成的工作内容和要求,以保证每人都受到较全面的训练,具有各自的特点(避免若干人合做一个题目)。
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6.毕业设计(论文)课题一般由指导教师填写《哈尔滨工业大学毕业设计(论文)任务书》(附件 1-1,以下简称任务书),说明意义、目的、要求、主要内容和技术指标及进度安排,交系或教研室(研究所)审查,通过审查后系或教研室(研究所)主任签字并报院(系)。
哈尔滨工业大学2005届本科优秀毕业设计(论文)选集

阿基米德螺旋天线小型化研究电子与信息技术研究院:田塽指导教师:宋朝晖摘要:本论文介绍的是利用一种特殊的曲折臂方法对阿基米德螺旋天线进行小型化,并且通过在天线的末端加载一个圆环来改善天线的圆极化特性。
首先利用CST Microwave-studio软件对设计的小型化天线及超宽带馈电巴伦(balun)进行计算机仿真;之后,根据仿真结果,加工最佳结构的天线与巴伦,并进行了测量。
测量结果表明本课题对天线小型化的整体分析与设计是合理、有效的。
关键词:阿基米德螺旋天线;超宽带巴伦;天线小型化Abstract:This paper introduces a special zigzag-arm method for the miniaturization of the conventional Archimedean spiral antenna and improves the circular polarization characteristic of the miniaturization Archimedean spiral antenna by adding a loop on the back of printed circuit board which the antenna in etched on. Firstly, a great deal of simulation of the miniaturization antenna and balun is made using CST(Microwave-studio)software. Then, according to the simulated results, we process the embodiment with the optimum parameters and test it. The experimental results verify the effectiveness of this antenna design.Key words:Archimedean spiral antenna, ultra wide-band balun, antenna miniaturization1引言超宽带(Ultra Wide Band, UWB)天线技术是超宽带雷达和导弹制导系统中的关键技术之一。
哈尔滨工业大学毕业设计

哈尔滨理工大学毕业设计(论文)任务书毕业设计(论文)是学生毕业前最后一个重要学习环节,是学习深化与升华的重要过程。
它既是学生学习、研究与实践成果的全面总结,又是对学生素质与能力的一次全面检验,而且还是对学生的毕业资格及学位资格认证的重要依据。
为了保证我校本科生毕业设计(论文)质量,特制定“哈尔滨理工大学本科生毕业设计(论文)撰写规范”。
一、毕业设计(论文)资料的组成A.毕业设计(论文)任务书;B.毕业设计(论文)成绩评定书;C.毕业论文或毕业设计说明书(包括:封面、中外文摘要或设计总说明(包括关键词)、目录、正文、谢辞、参考文献、附录);D.译文及原文复印件;E.图纸、软盘等。
二、毕业设计(论文)资料的填写及有关资料的装订毕业设计(论文)统一使用学校印制的毕业设计(论文)资料袋、毕业设计(论文)任务书、毕业设计(论文)成绩评定书、毕业设计(论文)封面、稿纸(在教务处网上下载用,学校统一纸面格式,使用A4打印纸)。
毕业设计(论文)资料按要求认真填写,字体要工整,卷面要整洁,手写一律用黑或蓝黑墨水;任务书由指导教师填写并签字,经院长(系主任)签字后发出。
毕业论文或设计说明书要按顺序装订:封面、中外文摘要或设计总说明(包括关键词)、目录、正文、谢辞、参考文献、附录装订在一起,然后与毕业设计(论文)任务书、毕业设计(论文)成绩评定书、译文及原文复印件(订在一起)、工程图纸(按国家标准折叠装订)、软盘等一起放入填写好的资料袋内交指导教师查收,经审阅评定后归档。
三、毕业设计说明书(论文)撰写的内容与要求一份完整的毕业设计(论文)应包括以下几个方面: 1.标题标题应该简短、明确、有概括性。
标题字数要适当,不宜超过20个字,如果有些细节必须放进标题,可以分成主标题和副标题。
2.论文摘要或设计总说明论文摘要以浓缩的形式概括研究课题的内容,中文摘要在300字左右,外文摘要以250个左右实词为宜,关键词一般以3~5个为妥。
哈尔滨工业大学本科优秀毕业设计(论文)评选 - 信息与机电工程学院

信息与机电工程学院关于评选本科优秀毕业设计的实施办法(试行)从学院人才培养规格出发,鼓励学生进行毕业设计。
为营造创新精神和实践能力的学术氛围,不断提高我院本科生毕业设计质量,学院决定每年在应届本科毕业生中评选院级优秀毕业设计,进行表彰和奖励。
为规范管理,特制定本办法如下:一、评选对象从事毕业设计而非论文的全日制应届本科毕业生。
二、评选条件1、毕业设计工作要求学生在指导教师的指导下独立完成,符合学校关于毕业设计工作的相关规定,总成绩为优。
2、要求设计合理、理论分析与计算正确、实验数据准确可靠,体现较强的实际动手能力、综合分析能力和计算机应用能力以及创新精神。
3、答辩前,学生必须事先准备好自己的毕业设计,给参加答辩的老师来进行演示。
对不能提供演示的毕业设计,成绩不能为优,不能参选。
4、参选的毕业设计成果,最终要留存学院实验中心。
三、评选办法及时间安排1、优秀毕业设计的评选工作在答辩工作结束后一周内进行。
2、根据当年完成毕业设计数的5%,确定各专业的申报数。
3、申报材料汇总后,学院将组织有关专家和教师进行“大组”答辩,评出院级优秀毕业设计。
4、评选出的优秀设计要在学院网站上公示一周,公示后无争议的给予学院优秀毕业设计称号。
四、申报材料1、各专业推荐申报校级本科优秀毕业设计汇总表。
2、一套毕业设计资料(按要求装订)及毕业设计电子文档。
3、毕业设计成绩评定表。
4、学院优秀毕业设计申报表。
五、奖励办法1、学院将对获得优秀毕业设计的学生及指导教师颁发荣誉证书,并对指导教师给予500元奖励。
2、被学院认定为优秀设计的,优先向学校推荐进行校级优秀毕业设计(论文)的评选,最终评选为校级优秀毕业设计(论文)的,还获得学校给与的奖励。
信息与机电工程学院2009-11-10。
基于TTC轮胎数据的FSAE赛车悬挂系统设计-杨昌龙

2.2 主销、磨胎半径和机械拖距 ...................................................7
2.3 瞬时中心和侧倾中心 .............................................................8
2.4 阿卡曼转向 ......................................................................... 10
4.4.4 草图和硬点 ...................................................................... 37
4.5 本章小节 ............................................................................ 39
In this paper, first design the race car suspension systems by each parameter, and establish the suspension geometry. Use Matlab software application processing raw tire test data, selected tires through comparing, figure some of the tire’s features out. Than in ADAMS / CAR software to create a virtual prototype vehicle, and analyze the suspension system parameters how effect on the overall performance of the car. Each connected node of the force in the typical operating conditions arb outputted for finite element analysis. Finally, work with the team to c design the structural of suspension, then complete the RACE CAR design, to create a Formula Lengend of HIT.
哈尔滨工业学本科优秀毕业设计(论文)评选办法(试行)

哈尔滨工业大学本科优秀毕业设计(论文)评选办法(试行)为不断提高我校本科生毕业设计(论文)质量,培养具有创新意识和实践能力的人才,鼓励教师和学生在毕业设计(论文)中有所建树和创新,决定每年对应届本科毕业生进行校优秀毕业设计(论文)评选活动,为了规范管理,特制定本办法。
一、组织管理1.教务处统一管理校优秀毕业设计(论文)评选工作,制定毕业设计(论文)评优工作的有关规定,根据当年应届毕业生人数,确定各院(系)校优秀毕业设计(论文)申报名额。
2.校优秀毕业设计(论文)每年在应届本科毕业生中评选100本。
3.校优秀毕业设计(论文)的评选工作在答辩结束后进行。
评选对象应是全日制应届本科毕业生,在校期间思想品德优良,同学关系融洽,无违反《哈尔滨工业大学学生手册》中各项违纪条款的记录,外语通过全国4级考试,且毕业设计(论文)成绩为院(系)优秀。
4.各院(系)应根据本办法制定本单位优秀毕业设计(论文)评选的实施细则。
(1)申报工作由院(系)主管教学的院长(系主任)组织。
申报的优秀毕业设计(论文)应在获得院(系)优秀毕业设计(论文)中选出,并经本院(系)毕业设计(论文)答辩委员会集中审议通过。
(2)各院(系)应于当年学校规定的本科答辩时间最后期限的第二天将相关材料报送教务处实践教学科。
(3)各院(系)组织指导教师对校优秀毕业设计(论文)压缩至3500~5000字,主要内容包括:中英文摘要(适当缩写)、中英文关键词、正文、主要参考文献(部分重要文献)。
压缩后的毕业设计(论文)(电子版)于下学期第3周前交教务处实践教学科。
二、申报材料:(1)哈尔滨工业大学校级本科优秀毕业设计(论文)申报表;(2)院(系)申报校级本科优秀毕业设计(论文)一览表。
三、评分标准对以论文为主的专业:对以设计图纸为主的专业:四、奖励办法对于获得校级本科优秀毕业设计(论文)的指导教师,学校将颁发校优秀毕业设计(论文)指导教师“荣誉证书”,并给予500元人民币的奖励;对学生将颁发《哈尔滨工业大学本科优秀毕业设计(论文)证书》。
三维动画中角色服装的设计研究

哈尔滨工业大学高等教育自学考试毕业设计(论文)摘要随着科学技术的进步,三维动画已经完全进入了人们的生活当中,应用的领域也很广,涉及到电影、动画、广告、电视、机械、建筑、医学等等,而三维动画中人物角色的服装设计是必不可少的重要环节,本文对国内外部分优秀三维动画影片中的角色及其服饰设计风格设计方法进行分析,针对不同的角色,归纳总结出不同的服饰设计方法,在表现不同类型的角色时,根据不同的场合、不同的地点、不同的时间,充分运用合适的服饰设计元素,为动画角色服饰设计做铺垫,并根据自己的需要,有创造性地应用Maya软件,找到合适的、高效的工作方法。
角色服饰设计的作用是显而易见的。
在角色设计中,如果服饰没有感染力、缺少身份地位的象征、缺乏性格特征的体现,不能美化造型,不能正确反应角色所处时代、社会地位、职业、所担负的社会责任、文化水平、个性、自信心、生活习惯、爱好、民族、地域等等情况,那将是一个多么失败的设计!动漫产业经过一个多世纪的发展到现在,各种新的思想和潮流此起彼伏,大众的接受力和领悟力也在经受各种冲击的同时不断提高,动漫角色服饰的设定也必然与现实生活中的服装设计有所差异,动画角色的服饰设计水平必须同角色造型的设计水平同步,甚至更高,这也是本文的初衷。
在专业设计软件方面,Maya能够做到细腻灵巧的刻画造型,用它强大的功能模块来实现丰富的服饰设计思路是合适的,本文也用了部分篇幅来详细介绍如何使用Maya软件设计制作动画角色服饰。
本文力图在与动画角色创作的交叉专业领域里做深入研究,为我国I哈尔滨工业大学高等教育自学考试毕业设计(论文)动画事业的振兴发展尽一份力量。
关键词角色;服饰设计;色彩;形象II哈尔滨工业大学高等教育自学考试毕业设计(论文)AbstractAlong with science's and techno logy's progress, the three dimensional animation already comp letely entered people's life, the application domain is also very broad, invo lves to movie, animation, advertisement, television, machinery, build ing, medicine and so on, but in the three dimensio nal animations the character role's dress designing is the essential important part, This article carries on the analysis to the domestic and foreign part outstanding three dimensional animation movie's role and the clothing design style design method, in view of the different role, summaries the different clothing design method, when performance different type role, according to different situation, different place, different time, the full utilization appropriate clothing design element, foreshadows for the animation role clothing design, and according to own need, has creatively applies the Maya software, found the highly effective method of work.The ro le clothing design's function is obvious. In role design, if the clothing does not have the power, or lack the status of the symbol, deficient dispositio n characteristic manifestation, the modelling cannot beautify, the role cannot respond correctly location time, the social position, the occupation, shoulder community responsibility, cultural level, ind ividuality, self-confidence, habits and customs, hobby, nationality, regio n and so on situations, that will be the design which is defeated!The animatio n industry passes through more than one centuries theIII哈尔滨工业大学高等教育自学考试毕业设计(论文)development present, each new thought and the tidal current continuously, populace's capacity and the comprehension strength also while undergoes each kind of impact on enhance unceasingly, the animation role clothing's hypothesis also inevitably and in real life's dress designing has a difference, The animation role's clothing design level must the same role modelling design horizontal synchronization, even is higher, this is also this article original intention.In the specialized design software aspect, Maya can achieve the exquisite clever portray modelling, realizes the rich clothing design mentality with its formidable functional module is appropriate, This article also used the partial lengths to come to introduce in detail how to use the Maya software design manufacture animation role clothing.This article tries hard in the professional field to do the deep research alternately with the animation role creation, for our country animation enterprise's promotion develop ment mak ing contributio n quantity.Keywo rds role;clothing design;color;i mageIV哈尔滨工业大学高等教育自学考试毕业设计(论文)目录摘要 (I)Abstract (II)绪论 (01)1三维动画中角色服装特点 (03)1.1 国内外角色服装特点及发展历史 (03)1.2 三维动画角色服饰设计的分类及其内容 (06)1.3 Maya软件中服装制作的流程及方式 (09)1.3.1 角色服饰的建模流程 (10)1.3.2 角色服饰的设置方式 (14)2三维动画角色服装设计模式探讨 (23)2.1 动画角色服装设计的一般原则与定位 (23)2.1.1 动画角色服装设计的基本原则 (23)2.1.2 动画角色服装设计的定位研究 (25)2.2 拟人动画角色服饰设计的原则与定位 (26)2.2.1 动画中的双足及多足动物角色服饰设定 (26)2.2.2 动画中的其他特殊动物角色服饰设定 (28)2.3 现实生活中服装设计与三维动画角色服装设计的关系 (29)2.3.1 角色服装设计与现实服装设计之间的融合 (29)2.3.2 现实生活中服装设计与角色服装设计的区别 (33)3三维动画角色服装设计的美感研究 (36)3.1 动画角色服装设计的形式美法则 (36)3.1.1 形式美的基本规律和法则 (36)3.1.2 表现形式美的五种方法 (37)3.2 动画角色服装的造型美感设计研究 (41)3.2.1 动画角色服装的造型美感设计要点 (41)3.2.2 《功夫熊猫》一片中的服装造型设计效果分析 (43)V哈尔滨工业大学高等教育自学考试毕业设计(论文)3.3 动画角色服装的色彩美感设计研究 (44)3.3.1 动画角色服装的色彩美感设计要点 (44)3.3.2 《飞屋环游记》一片中服装的色彩设计效果分析 (48)结论 (51)致谢 (52)参考文献 (53)附录1(译文) (54)附录2(外文) (58)个人主要简历 (62)VI哈尔滨工业大学高等教育自学考试毕业设计(论文)绪论本文对国际国内的三维动画中服饰形象设计的现状进行研究,说明在数字技术高速发展的今天,人物角色的服饰形象设计是我国三维动画设计较弱的一项,它是未来三维动画发展的重要设计环节,所以它也是我国三维动画设计中目前必须突破亟待提高的设计环节。
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阿基米德螺旋天线小型化研究电子与信息技术研究院:田塽指导教师:宋朝晖摘要:本论文介绍的是利用一种特殊的曲折臂方法对阿基米德螺旋天线进行小型化,并且通过在天线的末端加载一个圆环来改善天线的圆极化特性。
首先利用CST Microwave-studio软件对设计的小型化天线及超宽带馈电巴伦(balun)进行计算机仿真;之后,根据仿真结果,加工最佳结构的天线与巴伦,并进行了测量。
测量结果表明本课题对天线小型化的整体分析与设计是合理、有效的。
关键词:阿基米德螺旋天线;超宽带巴伦;天线小型化Abstract:This paper introduces a special zigzag-arm method for the miniaturization of the conventional Archimedean spiral antenna and improves the circular polarization characteristic of the miniaturization Archimedean spiral antenna by adding a loop on the back of printed circuit board which the antenna in etched on. Firstly, a great deal of simulation of the miniaturization antenna and balun is made using CST(Microwave-studio)software. Then, according to the simulated results, we process the embodiment with the optimum parameters and test it. The experimental results verify the effectiveness of this antenna design.Key words:Archimedean spiral antenna, ultra wide-band balun, antenna miniaturization1引言超宽带(Ultra Wide Band, UWB)天线技术是超宽带雷达和导弹制导系统中的关键技术之一。
应用超宽带天线制导的导弹将具有很强的信号接收能力和抗干扰能力,从而可以达到精确制导的军事目的。
因此,发展超宽带天线技术具有极其重要的军事意义和现实意义。
阿基米德平面螺旋天线,作为超宽带天线的一种形式,可以做得尺寸很小,也较轻,而且可以齐平安装,属于低轮廓天线,因此在最近的二十多年里,阿基米德平面螺旋天线得到了飞速的发展,不仅在雷达、导弹制导等军事领域得到广泛应用,同时也在民用领域发挥巨大作用,如它可以同时为GSM系统和卫星通讯系统提供服务。
本课题的研究和设计任务就是寻找一种能够使传统的阿基米德螺旋天线小型化的方法。
2适合课题要求的天线及巴伦的设计2.1 天线的设计根据本设计的技术指标和实际要求,本文提出的设计思想是采用曲折臂的方法对阿基米德螺旋天线进行小型化设计。
为了使小型化以后的天线的带宽、增益、轴比和半功率角宽度都能达到设计指标,要经过各种天线模型与天线参数的调整,再通过CST软件进行计算机仿真,根据合适的结果进行实际的设计、制作和测试。
首先利用CST仿真软件建模并仿真了传统的阿基米德螺旋天线,天线结构如图2-1所示。
由于本课题所要设计的天线的工作频率范围为0.8GHz—4GHz,由此得外径R =75mm,内径r =9.375mm。
经过对大量小型化天线模型的仿真,最后选择了如图2-2所示的曲折臂阿基米德螺旋天线的结构(其中黑色为金属良导体,即天线臂;蓝色为聚四氟乙烯敷铜板,厚2.5mm,介电常数2.32)。
小型化之后的外径为R=64mm,即缩小了近15%。
图2-1 标准天线图2-2 小型化天线为了进一步改善高频段工作特性,小型化螺旋天线的内径改为3mm,两馈电点之间距离为4mm,因为根据实验得到的结论,当螺旋内径等于螺旋宽度时可以在高频段得到较好的VSWR。
另外,根据实际的制作材料限制,天线的输入阻抗不能大于170Ω,因此这里采用改变螺旋臂宽度的方法来调节天线输入阻抗。
理论上,螺旋臂越宽阻抗值越低。
将小型化天线的内部三圈改为3mm宽的螺旋臂,两臂之间的间隙为3mm,构成三圈标准的自补型阿基米德螺旋天线,这样高频段的阻抗为190Ω左右;从第四圈开始将臂曲折化,开始半圈的臂宽为2mm,之后过渡到外部的一圈半曲折臂,臂宽1mm,这样做既可以使臂宽逐渐由宽变细,不至于产生突变,也能够使输入阻抗在中频段和低频段的阻抗值分别为150Ω和120Ω左右。
这样可以使此小型化天线在以170Ω馈电的情况下,VSWR≤1.5。
但是,由于此小型化天线的外径缩小了,即最外圈的物理长度缩小了,电长度也随之缩小,而螺旋的外部各圈恰恰是低频段对应的有效辐射区,所以小型化之后,根据仿真结果,对天线的低频段工作特性有一些影响,尤其是对低频段轴比的影响较大,以f=0.8GHz为例,小型化之后,与标准天线相比,轴比变差了2dB。
经过大量的设计与仿真,找到了一种在天线的末端加载一圆环的方法,来改善低频段的轴比。
如图2-3所示,便是在正面敷有天线的介质板背面的一个金属圆环(黑色为金属圆环)。
通过改变内、外径的参数并进行仿真,得到最佳圆环的外径为64mm,与天线外径相同;最佳的内径为60mm,其对应的圆周略大于下限工作频率0.8GHz对应波长。
图2-3 介质板背面圆环图2-4 轴比对比(f=0.8GHz)由图2-4可见,在低频端(f=0.8GHz),小型化天线的轴比优于标准天线近4dB,使轴比得到很大改善。
对于圆环所起到的作用,可能有以下两个方面:1. 耦合。
由于天线末端电流与圆环之间的耦合,圆环内部的电流产生了与螺旋天线圆极化方向相同的电磁波,进而补偿了天线远场的圆极化辐射波。
2. 相当于负载电阻。
在螺旋末端产生的反射波所辐射的圆极化波的方向与入射波相反,它严重的影响了入射波的远场极化特性。
因此为了避免电流在螺旋最外层的边沿上反射,通常在螺旋线的末端接吸收电阻或吸收负载,这样螺旋线上只载有行波电流,它产生的是圆极化波。
另外,为了在一个很宽的频带范围内得到良好的阻抗匹配,也应该将吸收电阻放在下限工作频率对应的有效辐射区的外面,以吸收反射波。
根据CST仿真结果,圆环的最佳内径为60mm,其对应的圆周长恰好略大于下限工作频率0.8GHz对应的有效辐射区。
在许多文献中都提到,通过在螺旋线末端加负载电阻吸收反射波的方法可以改善VSWR和极化特性,但是会降低天线增益。
从CST仿真结果可以看到,背面加圆环以后的小型化天线的增益略微有一些下降。
至此,根据CST软件的方针结果,本文得到的小型化天线,增益3~6dB,半功率角大于60°,圆极化,在以170Ω馈电的情况下,VSWR≤1.5,各项指标均与工作在0.8GHz—4GHz频段上的标准阿基米德螺旋天线相同;而小型化天线的外径缩小了15%,由75mm缩小到64mm。
2.2 超宽带巴伦(balun)的设计本节涉及到的超宽带天线馈电网络设计主要包括两个方面的问题。
一方面,在设计馈电网络之初,考虑到系统带宽的要求和实际测试条件的需要,采用50Ω同轴线进行馈电。
同轴线是传统的超宽带、非平衡馈电形式,但是由于本文设计的曲折臂阿基米德螺旋天线需要进行等幅反相的平衡馈电,这就引入了馈电系统的非平衡-平衡转换问题。
另一方面,根据CST软件的仿真结果,本文设计的小型化天线的输入阻抗为170Ω,而实验测量采用的同轴馈电线特性阻抗为50Ω,这样就存在一个阻抗变换问题。
所以,本节介绍的巴伦设计,一是要进行非平衡-平衡馈电的转化,二是要实现阻抗变换。
根据以上设计目的和实际要求,本设计采用的是一种以渐变微带线过渡到平行双线为基本形式的设计思想,从微带线过渡到平行双线可以很好的进行非平衡-平衡馈电方式的转换,同时,又可以通过微带线宽度和双线宽度指数渐变来改变巴伦各点的特性阻抗,使得馈电同轴线阻抗与天线输入阻抗匹配。
设计的巴伦结构如下:始端是微带线结构,为同轴线馈电输入点,特性阻抗50Ω,采用微带线结构,根据介质厚度和介电常数等选择微带线结构参数。
微带线的微带部分和地板分别进行指数渐变,在经过适当的长度以后变成平行双线结构,两线分别接天线两条臂的馈电端,端点特性阻抗为170Ω,参数按照双线特性阻抗进行计算。
根据CST仿真结果选择最佳的巴伦结构参数如图2-5所示。
图2-5 指数渐变的微带线-双线巴伦示意图但是这样的设计使得巴伦纵向尺寸增大,天馈系统也就不满足小尺寸要求。
为了减小天线整体设计尺寸,我们采用圆环式的微带变换线,即将微带线沿着圆形环绕两周,使巴伦的长度不变甚至增长,基本结构参数并不发生变化。
变换线在圆环上任意一点的特性阻抗与巴伦为直线时一样,是按指数规律变化的,如图2-6和2-7所示。
图2-6 馈线微带条一侧图2-7 馈线地板一侧采用的这种环形结构,在中间部分向上弯曲与天线馈电点相接,从而降低了天线整体结构的高度,这里采用的高度H=50mm,即天线平面与馈线平面的距离。
3试验与测试本章根据第2章设计的天线及巴伦的尺寸制作了实物并利用网络分析仪对其进行了测量。
实物图片及测量结果示于下面各图。
图3-1 天线结构图 3-2馈线微带条一侧图3-3 馈线地板一侧图3-4 装配以后的馈线部分图3-5 装配以后的天馈系统图3-6测量结果应用网络分析仪对天线进行反射损耗测量,得到的结果如图3-6所示。
测量结果表明,VSWR在0.8GHz—4GHz之间小于3,符合设计指标要求。
特别是在中频段,VSWR能够小于2,而且低频段较高频段好一些。
但是VSWR并不都小于2,而天线与巴伦的VSWR仿真结果均小于1.5。
究其原因,可能有以下两点:1.由于在焊接平面渐变线巴伦与竖直的双线连接处时,有一些有棱角的焊点,产生了局部突变,对高频段的传输特性造成了一定影响;2.由于在测量时,天线平面与巴伦平面之间没有加入可以实现单向辐射的吸波材料,因此天线的后向辐射对平面巴伦的阻抗匹配造成了很大影响;同时,巴伦也会对天线产生一定的影响。
综上所述,如果能够改善这些不利因素,此天馈系统的测量结果应该能够满足实际应用的指标要求。
结论在满足设计指标要求的带宽,增益、方向性和极化特性的情况下,并且参阅了大量相关资料之后,最终确定了如本文所述形式的曲折臂螺旋天线的设计方法,以增加天线的低频电长度,缩小天线尺寸,使天线外径由75mm降至64mm,比传统的阿基米德螺旋天线外径缩小近15%;为了改善小型化天线在低频端的圆极化特性,在天线末端加载了一个圆环。