E波段低副瓣阵列天线
发布时间：2023-08-29 23:10
作为发现和认识世界的眼睛和耳朵,雷达广泛应用在导航、测速、气象、空间遥感等一系列应用领域。近年来,受益于半导体技术的进步和和毫米波技术的发展,毫米波雷达的需求呈井喷式增长,与厘米波等低频微波频段相比,毫米波频率更高,波长更短,所需的系统组件(如天线)尺寸更小,具有更高的集成度和更高的分辨率;相比较于激光和红外,毫米波可轻松穿透烟、灰尘和雾等颗粒,因此能实现全天候工作。天线是雷达系统的核心组件,其结构形式多样,其性能的优劣关乎整个雷达系统,一直是研究的热点和难点。在毫米波频段,波导缝隙阵列天线结构简单紧凑,同时兼具尺寸小、副瓣电平低、口径效率高等特点,容易实现高增益、高的抗干扰能力和高的方向性,成为很多通讯系统和雷达系统中首要选择。本文设计了一款E波段(60-90GHz)低副瓣波导缝隙阵列天线,工作频率为71-86GHz,阵元个数为8×8的栅格形面阵;在X、Y方向具有不同的阵元间距,E面和H面副瓣可独立控制;通过编写的切比雪夫综合法和泰勒综合法的MATLAB分析程序,比较综合方向图,获取阵列天线阵元的激励幅度分布;对波导功分馈电网络进行优化设计,实现不同的功率分配,在整个E波段频率范围内...
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究的背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.3 论文的主要研究内容及安排
第2章 波导缝隙阵列天线理论基础
2.1 波导缝隙辐射原理
2.2 矩形波导缝隙天线的等效电路
2.3 波导缝隙天线的分类
2.3.1 谐振式波导缝隙天线
2.3.2 非谐振式波导缝隙天线
2.3.3 匹配偏斜缝隙阵
2.4 本章小结
第3章 低副瓣阵列天线的设计方法
3.1 直线阵列分布
3.1.1 均匀直线阵列
3.1.2 幅值不等的锥销阵列
3.2 低副瓣阵列天线的指标
3.2.1 半功率波束宽度
3.2.2 零点位置
3.2.3 方向性系数
3.2.4 副瓣电平
3.2.5 辐射效率
3.3 二项式阵列
3.4 道尔夫-切比雪夫综合法
3.4.1 切比雪夫多项式
3.4.2 切比雪夫阵列因子
3.4.3 切比雪夫综合法的方向图
3.4.4 切比雪夫综合法的设计方法
3.5 泰勒综合法
3.5.1 线源的等副瓣理想空间因子
3.5.2 泰勒方向图
3.5.3 线源的泰勒分布
3.5.3.1 连续线源的泰勒分布的电流分布
3.5.3.2 离散化的电流的泰勒分布
3.6 泰勒综合法的设计准则
3.7 泰勒综合法的设计实例与分析
3.7.1 泰勒综合法的程序分析
3.7.2 泰勒综合法的电流幅值
3.8 本章小结
第4章 阵列天线的设计
4.1 阵列天线的设计指标
4.2 2×2阵列天线的子阵列单元的设计
4.3 馈电网路的理论与设计
4.3.1 波导定向耦合器的设计指标
4.3.2 脊波导理论
4.3.3 T型波导功分器
4.3.3.1 位于H面的单脊T型结结构
4.3.3.2 脊波导-矩形波导的耦合结构
4.3.4 脊波导-标准矩形波导转接头
4.3.5 馈电网络的设计
4.4 本章小结
第5章 阵列天线的仿真
5.1 天线设计相关参数指标
5.1.1 驻波比
5.1.2 回波损耗和插入损耗
5.1.3 方向图
5.1.4 带宽
5.2 阵列天线子单元的仿真
5.2.1 一分四功分器的仿真
5.2.2 阵列子单元的仿真
5.3 8×8馈电网络的仿真
5.3.1 单脊波导功分器的仿真
5.3.2 脊波导-矩形波导的耦合单元
5.3.3 脊波导-标准矩形波导转换结构的仿真
5.3.4 8×8未加权功分网络天线的设计
5.3.5 8×8泰勒加权功分网络阵列天线的仿真
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
附录 作者在读期间发表的学术论文及参加的科研项目
本文编号：3844469
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究的背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.3 论文的主要研究内容及安排
第2章 波导缝隙阵列天线理论基础
2.1 波导缝隙辐射原理
2.2 矩形波导缝隙天线的等效电路
2.3 波导缝隙天线的分类
2.3.1 谐振式波导缝隙天线
2.3.2 非谐振式波导缝隙天线
2.3.3 匹配偏斜缝隙阵
2.4 本章小结
第3章 低副瓣阵列天线的设计方法
3.1 直线阵列分布
3.1.1 均匀直线阵列
3.1.2 幅值不等的锥销阵列
3.2 低副瓣阵列天线的指标
3.2.1 半功率波束宽度
3.2.2 零点位置
3.2.3 方向性系数
3.2.4 副瓣电平
3.2.5 辐射效率
3.3 二项式阵列
3.4 道尔夫-切比雪夫综合法
3.4.1 切比雪夫多项式
3.4.2 切比雪夫阵列因子
3.4.3 切比雪夫综合法的方向图
3.4.4 切比雪夫综合法的设计方法
3.5 泰勒综合法
3.5.1 线源的等副瓣理想空间因子
3.5.2 泰勒方向图
3.5.3 线源的泰勒分布
3.5.3.1 连续线源的泰勒分布的电流分布
3.5.3.2 离散化的电流的泰勒分布
3.6 泰勒综合法的设计准则
3.7 泰勒综合法的设计实例与分析
3.7.1 泰勒综合法的程序分析
3.7.2 泰勒综合法的电流幅值
3.8 本章小结
第4章 阵列天线的设计
4.1 阵列天线的设计指标
4.2 2×2阵列天线的子阵列单元的设计
4.3 馈电网路的理论与设计
4.3.1 波导定向耦合器的设计指标
4.3.2 脊波导理论
4.3.3 T型波导功分器
4.3.3.1 位于H面的单脊T型结结构
4.3.3.2 脊波导-矩形波导的耦合结构
4.3.4 脊波导-标准矩形波导转接头
4.3.5 馈电网络的设计
4.4 本章小结
第5章 阵列天线的仿真
5.1 天线设计相关参数指标
5.1.1 驻波比
5.1.2 回波损耗和插入损耗
5.1.3 方向图
5.1.4 带宽
5.2 阵列天线子单元的仿真
5.2.1 一分四功分器的仿真
5.2.2 阵列子单元的仿真
5.3 8×8馈电网络的仿真
5.3.1 单脊波导功分器的仿真
5.3.2 脊波导-矩形波导的耦合单元
5.3.3 脊波导-标准矩形波导转换结构的仿真
5.3.4 8×8未加权功分网络天线的设计
5.3.5 8×8泰勒加权功分网络阵列天线的仿真
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
附录 作者在读期间发表的学术论文及参加的科研项目
本文编号：3844469
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3844469.html
