液晶电控扫描漏波天线的研究

发布时间：2017-10-16 23:27

  本文关键词：液晶电控扫描漏波天线的研究

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【摘要】：漏波天线是近年来天线领域研究的热点问题,它具有辐射效率高、方向性强等优点。尤为关键的是漏波天线本身具有波束随频率扫描的特性,如果进一步在天线上加载电控元件,就可以很方便地使漏波天线波束方向实现电控扫描。然而,当前电控扫描漏波天线的研究仍然存在一些关键问题亟待解决,其中包括:1.现有的电控扫描漏波天线多基于变容二极管等固态微波器件,这些器件的寄生参数使天线难以工作在X波段以上的频段。2.迄今为止,有关漏波天线的波束控制方法的研究很少,更鲜有针对电控扫描漏波天线波束控制方法的研究工作见诸报道。针对上述问题,本文利用液晶材料的电控性,提出了基于液晶的电控扫描漏波天线的设计方法,并设计了四种工作于X和Ku波段的液晶的电控扫描漏波天线,通过改变液晶两端的偏置电压值,天线可实现主瓣波束的过零扫描特性,并且在过零扫描过程中天线一直保持良好的匹配状态。此外,本文中设计的液晶电控扫描漏波天线还具有液晶灌注简单、控制方便、增益高、小型化等优势。为了进一步增强对所设计的液晶电控扫描漏波天线波束的控制、实现天线方向图的赋形,本文对液晶电控扫描漏波天线的波束控制方法进行了深入研究。提出了对周期性漏波天线不同单元中的液晶分别施加不同的电压的方法,仅改变外加电压值即可实现对液晶电控扫描漏波天线波束的控制,而无需改变天线设计参数。编写模拟退火算法和遗传算法等智能算法程序,实现了主瓣方向、旁瓣电平和波束稳定度等参数的优化,实现了天线方向图的赋形,算法计算结果与全波仿真结果吻合良好。
【关键词】：电控扫描 漏波天线 液晶材料 波束控制 智能算法
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN820
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 课题研究背景8-10
• 1.1.1 漏波天线概述8-9
• 1.1.2 液晶电控扫描漏波天线概述9-10
• 1.1.3 天线波束控制方法概述10
• 1.2 国内外研究现状10-14
• 1.2.1 电控扫描漏波天线研究现状10-12
• 1.2.2 天线波束控制方法研究现状12-14
• 1.3 课题目的、意义及主要内容14-16
• 第2章 液晶电控漏波天线理论研究16-29
• 2.1 周期性漏波天线理论16-25
• 2.1.1 漏波天线基本概念16-17
• 2.1.2 均匀和准均匀漏波天线理论基础17-22
• 2.1.3 周期性漏波天线理论基础22-25
• 2.2 液晶材料的电磁学特性25-27
• 2.3 液晶电控周期性扫描漏波天线理论27-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第3章 液晶电控扫描漏波天线的设计29-57
• 3.1 液晶电控漏波天线设计方法概述29-30
• 3.2 基于波导结构的液晶漏波天线设计方法30-44
• 3.2.1 单一横缝隙漏波天线结构30-39
• 3.2.2 横纵缝隙混合漏波天线结构39-44
• 3.3 基于梳状波导结构的液晶漏波天线设计方法44-56
• 3.3.1 全模梳状波导漏波天线结构44-50
• 3.3.2 半模梳状波导漏波天线结构50-56
• 3.4 本章小结56-57
• 第4章 液晶电控扫描漏波天线波束控制方法的研究57-77
• 4.1 液晶电控扫描漏波天线波束控制理论57-66
• 4.1.1 液晶波导横缝漏波天线远场推导57-63
• 4.1.2 液晶电控扫描漏波天线波束控制方法分析63-66
• 4.2 基于模拟退火算法的液晶漏波天线波束控制的实现66-71
• 4.2.1 模拟退火算法介绍66-67
• 4.2.2 模拟退火算法实现波束控制67-71
• 4.3 基于遗传算法的液晶漏波天线波束控制的实现71-76
• 4.3.1 遗传算法介绍71-73
• 4.3.2 遗传算法实现波束控制73-76
• 4.4 本章小结76-77
• 结论77-78
• 参考文献78-84
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果84-86
• 致谢86

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1 程健;徐善驾;吴柯;;一种基于左手介质的新型介质栅漏波天线的理论分析(英文)[J];红外与毫米波学报;2007年05期

2 姚广锋;王积勤;;微带漏波天线的快速分析与设计[J];空间电子技术;2006年02期

3 林洁;万国宾;万伟;周卫来;;双层介质周期漏波天线的辐射特性分析[J];现代雷达;2008年05期

4 李峰;魏亮;刘菊华;龙云亮;;中部开周期性缝隙的微带漏波天线及其在微带漏波天线小型化中的应用[J];电子工程师;2008年05期

5 郭铭承;刘菊华;龙云亮;蒋鸿雁;;一种适用于定频波束扫描微带漏波天线小型化的仿真研究[J];中山大学学报(自然科学版);2009年02期

6 吴瑞坤;;基于特异材料微带漏波天线辐射特性研究[J];微波学报;2011年01期

7 陈晚;傅佳辉;;一种新型复合左右手圆极化电扫漏波天线[J];微波学报;2012年S1期

8 顾长青;金属栅厚度对介质波导漏波天线辐射特性的影响[J];电子科学学刊;1994年01期

9 李元新,龙云亮;一种新型频率固定相控波束扫描的微带漏波天线[J];微波学报;2003年04期

10 刘菊华;郭建炎;龙云亮;;一种新型定频波束可调微带漏波天线的仿真研究[J];电波科学学报;2008年04期

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1 徐善驾;武新章;;任意曲线形状介质周期结构漏波天线的分析[A];1989年全国微波会议论文集（上）[C];1989年

2 周希朗;周希晶;;无辐射介质波导泄漏波天线的理论和实验研究[A];1991年全国微波会议论文集（卷Ⅱ）[C];1991年

3 李峰;刘菊华;刘茉莉;李光明;张政;龙云亮;;一种改进微带漏波天线性能的新方法[A];2007年全国微波毫米波会议论文集（上册）[C];2007年

4 刘菊华;陈文焕;陈雷;龙云亮;;中间开缝的定频波束扫描微带漏波天线[A];2007年全国微波毫米波会议论文集（上册）[C];2007年

5 刘菊华;李元新;龙云亮;;全向扫描的周期性半宽度微带漏波天线设计[A];2009年全国微波毫米波会议论文集（上册）[C];2009年

6 李元新;张俏梅;龙云亮;;新型波束扫描微带漏波天线的设计[A];2003'全国微波毫米波会议论文集[C];2003年

7 赵卫宏;胡明春;张强;;基于可调交指结构的左手传输线及其在背射到端射漏波天线中的应用[A];2007年全国微波毫米波会议论文集（上册）[C];2007年

8 刘菊华;郭建炎;李峰;龙云亮;;微带漏波天线实现定频波束扫描的一种新设计[A];2007年全国微波毫米波会议论文集（上册）[C];2007年

9 徐善驾;郜红;;双介质栅漏波天线的改进微扰法分析[A];1989年全国微波会议论文集（上）[C];1989年

10 徐善驾;马哲旺;;新型圆柱介质栅毫米波全向漏波天线的改进微扰法分析[A];1991年全国微波会议论文集（卷Ⅱ）[C];1991年

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1 李铮;行波结构辐射机理及新型漏波天线研究[D];北京交通大学;2012年

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2 陈晚;二维复合左右手圆极化电扫漏波天线阵的研究[D];哈尔滨工业大学;2013年

3 刘春明;基于梳状基片集成波导结构的漏波天线研究[D];北京交通大学;2014年

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5 李忻媛;ETC系统左手电控扫描圆极化漏波天线的研究[D];哈尔滨工业大学;2012年

6 段剑洁;新型波束扫描漏波天线研究[D];北京交通大学;2015年

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本文编号：1045533