宽波束圆极化天线单元及阵列研究

发布时间：2017-10-27 08:00

  本文关键词：宽波束圆极化天线单元及阵列研究

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【摘要】：飞行器载天线和尖端雷达等在寻的过程中,常常期望其波束扫描能覆盖较大的扫描空间,且具有较强的抗干扰性,因此对天线方向图的扫描角度和极化特性提出了更高的要求。相控阵天线通过电控单元间的相位,能自适应地改变波束位置对目标进行搜索和跟踪、传输数据率高、扫描速度快。圆极化波具有较强的抵抗有害环境的能力。因此,圆极化大角度扫描相控阵天线具有巨大的应用价值。宽波束天线单元具有大角度扫描的潜力,要想研制出圆极化大角度扫描相控阵天线,就必须要提前设计好具有宽波束的圆极化天线单元。本论文以实际工程项目为依托,从项目指标评估、单元设计、阵列设计、实验加工、测试等方面系统的阐述该项目的研制过程。本文对该项目较为完整的理论分析,为以后的项目实施者提供了很好的参考,并且最终所设计的天线安全可靠、具备可维修性、满足环境适应性要求、满足标准化要求,具有很大的工程应用价值。本文的结构安排如下:第一章阐述了课题研究背景和意义;综述了宽波束圆极化天线单元和大角度扫描相控阵两个方面的研究工作背景和发展动态;最后给出了论文章节结构安排。第二章简要介绍了圆极化天线及阵列的一些基本理论,主要介绍了圆极化的定义、微带圆极化产生的三种方法、阵列扫描增益、扫描波束及包含互耦的阵列方向图计算的相关理论,为后面的圆极化天线阵列的研制提供了理论依据。第三章首先给出了项目指标,并从理论上分析了一些重要指标,然后根据项目指标设计出了一种三维地天线,该天线工作带宽和圆极化性能都比较好,但是其加工难度非常大,且难于实现双圆极化。接着又设计了一种微带天线单元,经过仿真发现该微带天线基本能满足项目指标要求,并易于加工。所以选取了微带天线单元做为最终方案,并对天线单元样品进行了测试。第四章首先对阵列的一些重要参数进行了理论分析,并使用第三章设计的微带天线单元进行组阵仿真。为了工程的实用性,还对天线的安装稳定性进行了设计,最后对天线样机进行了测试。第五章总结本文工作,并提出以后的改进方向。
【关键词】：圆极化天线 宽波束天线 大角度扫描 相控阵
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN821.1
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-21
• 1.1 研究工作的背景与意义10-11
• 1.2 宽波束圆极化天线单元的发展状态11-16
• 1.2.1 四臂螺旋天线11-13
• 1.2.2 微带圆极化天线13-16
• 1.3 大角度扫描相控阵的发展状态16-20
• 1.4 本论文的结构安排20-21
• 第二章 圆极化天线及阵列基本理论21-31
• 2.1 圆极化定义21-22
• 2.2 圆极化的实现技术22-26
• 2.2.1 单馈点圆极化微带天线23-25
• 2.2.2 多馈点圆极化微带天线25-26
• 2.2.3 多元法圆极化微带天线26
• 2.3 扫描增益26-27
• 2.4 扫描波束宽度27-28
• 2.5 包含互耦的阵列方向图的计算28-30
• 2.6 本章小结30-31
• 第三章 宽波束圆极化天线单元31-46
• 3.1 引言31
• 3.2 天线设计指标31
• 3.3 天线设计指标分析31-34
• 3.3.1 极化指标分析32
• 3.3.2 波束扫描范围分析32-33
• 3.3.3 无源阵面增益33
• 3.3.4 波束扫描损耗33-34
• 3.4 三维地宽波束天线单元34-36
• 3.5 微带天线单元36-45
• 3.5.1 天线单元工作原理36-37
• 3.5.2 天线单元结构及设计流程37-41
• 3.5.3 天线单元测试41-45
• 3.6 本章小结45-46
• 第四章 双圆极化微带天线阵列46-61
• 4.1 引言46
• 4.2 阵列设计46-57
• 4.2.1 布阵方式46-47
• 4.2.2 阵元间距47-48
• 4.2.3 互耦48-51
• 4.2.4 阵列仿真51-55
• 4.2.5 阵列结构设计55-57
• 4.3 阵列测试57-60
• 4.4 小结60-61
• 第五章 全文总结与展望61-62
• 致谢62-63
• 参考文献63-66
• 攻读硕士学位期间取得的成果66-67

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本文编号：1102584