文档介绍：南京理工大学
硕士学位论文
宽角度频扫天线阵列研究与设计
姓名:葛平
申请学位级别:硕士
专业:电磁场与微波技术
指导教师:盛卫星;王昊
20100601
摘要关键词:频率扫描,宽角度,慢波线,带状线,波导,印刷阵子,缝隙耦合随着雷达、通信、移动电视技术的不断发展和应用,电扫描天线已广泛用于各领域,并得到快速发展。在常用的电扫描天线技术中,通过改变天线的工作频率来实现波瓣指向的改变,即构成频率扫描天线。由于慢波线频扫阵列的扫描角度、工作带宽与慢波线损耗相互制约,为了实现有限带宽内宽角度的频扫天线,本文提出了两种解决方案,主要工作可概括如下:其一,带状线慢波线频扫天线阵列。本文首先研究了几种传统平面传输线的损耗大小,如微带线、倒置微带线和带状线,结果发现在ǘ危聪呔哂械退鸷挠攀疲挥对带状线慢波线中的弯头进行优化,降低了由弯头不连续带来的馈线损耗,设计了低损耗的带状线慢波线。然后采用该带状线慢波线设计了频扫天线阵列,阵列采用带状线缝隙贴片的耦合馈电结构,频扫辐射天线单元分别采用集成巴伦印刷阵子单元和平行带线馈电的印刷阵子阵列。最后分别加工和实测了单元、×ピ:单元的频扫阵列,实测结果与仿真分析结果较吻合。该阵列不仅能实现有限带宽内一维大角度频率扫描,还具有重量轻的优点。其二,混合馈电波导慢波线频扫天线阵列。阵列采用低损耗嫱淝ǖ甲魑F瞪慢波线,微带贴片天线作频扫辐射天线,通过混合馈电结构实现波导至微带贴片的能量耦合。测试结果表明在ǘ砟冢ピF瞪ㄕ罅心苁迪衷的波束扫描,副瓣电平均低于..罡咴鲆娲。与传统波导裂缝频扫阵列相比,该阵列不仅能实现高效率、大角度的频率扫描,还具有低剖面,结构紧凑的优点,并且便于实现大阵列天线的扩展。硕士论文宽角度频扫天线阵列研冗与设
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啤‘月坪日少阵午日学位论文使用授权声明声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果,尽我所知,在本学位论文中,除了加以标注和致谢的部分外,不包含其他人已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。研究生签名:南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档,可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容,可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文,按保密的有关规定和程序处理。
髀研究背景及意义在宇宙空间和导弹技术不断发展的今天,对现代雷达和通信技术的要求也越来越高,尤其是对雷达天线波瓣能作快速而灵活扫描的要求。而这种要求仅靠天线的机械运动是无法实现的,于是人们就在雷达领域中引入电扫描天线技术。采用电扫描天线的雷达称为电扫描雷达,电扫描天线不仅能实现波束指向、‘波束形状的快速变化,而且容易形成多波束天线,可以在空间进行信号的功率合成。用电扫描来代替传统的机械扫描,波束扫描时间可低至微秒量级。这些特点使得电扫描雷达能完成多种雷达功能,具有稳定跟踪多批高速运动目标的能力,为提高雷达测量精度和观测包括隐身目标在内的各种可观测目标提供了技术潜力【.【。另外,电扫描天线还具有信号衰减小、运行性能稳定等优点。随着雷达、通信技术及移动电视的发展,电扫描天线在商业和军事领域都取得了广泛的应用‘【。目前天线电扫描技术主要有以下几种:相位扫描、频率扫描、时延扫描和电子馈电开关扫描等【。其中应用较多的是相位扫描和频率扫描。直接利用移相器控制天线阵中各个单元的馈电相位实现波束扫描,便构成通常的相控阵天线。然而,控制天线各单元的相位,利用移相器并不是唯一的手段,如通过改变天线的工作频率来改变天线单元间的相位关系,也可实现波瓣指向的改变,即构成频率扫描天线。另外,利用数字波束形成技术或可重构天线也可以实现天线电扫描【】俊S肫德噬杼煜呦啾龋嗫卣筇煜和数字波束形成天线的高成本和复杂度限制了其在一些系统中的应用,而可重构天线也不适合用于大型天线阵列。早在上个世纪五十年代初期,就有关于频扫天线的研究。到六十年代,频扫雷达天线就已应用于军事设备。频扫天线的特点就是,天线波瓣的指向是工作频率的函数频扫天线的扫描速度可以很高,它取决于发射机频率的变化率和天线设计参数的选取。对整个雷达来说,在单个扫描脉冲内,在给定的空间内各处都有波束,可等效为多波束系统,使雷达具有高数据率。而对天线来说,任何一瞬间只存在一个波束,发射机某频率的辐射功率都集中在这一个波束内,因而频扫天线增益可以很高。频扫天线中通常不存在有源元件和不可逆元件,可使系统收发共用一个天线。另外,频扫天线作为一个阵列,能够实现低的副瓣电平。当然任何事物总是一分为二的。频扫天线虽然有着以上的突出优点,