带状线结构馈电网络频扫天线设计

发布时间：2017-11-03 07:36

  本文关键词：带状线结构馈电网络频扫天线设计

  更多相关文章： 频扫天线 三角形分布 泰勒综合 四分支带状线结构 一分十八

【摘要】：迅速发展的空间技术及导弹技术对现代雷达与通信技术也提出了新的要求,其中特别要求雷达天线的波束能进行快速扫描。频率扫描天线,顾名思义,就是一种波束指向随工作频率变化的天线。本论文主要设计了一种工作于X波段的频扫天线阵列,主要研究工作如下:理论方面:首先,对频扫天线阵列的基本理论进行了较深入的分析与研究,给出了频扫天线阵列的基本结构参数(d,m,L,m?)及其相关计算公式;然后,结合泰勒综合法研究分析了按三角形栅格矩形边界排布的平面天线阵列性质,根据栅瓣抑制条件及余量设计原则确定了天线阵列单元间距;最后,着重分析研究了对频扫天线性能起决定性作用的低损耗慢波线结构,选取了体积、质量较小、结构相对简单的蛇形线作为频扫阵列慢波线结构,并对微带线、带状线和倒置微带线在X波段的损耗情况进行了理论分析,最终设计出具有低损耗特性的空气带状线形式的蛇形线。仿真设计方面:首先,利用HFSS电磁仿真软件对本论文所采用的对称振子天线进行了仿真优化,得到了驻波、增益、波瓣宽度等性能参数较好的天线仿真模型。然后,根据计算得到的天线口径分布,确定了用于列馈的一分十八功分网络拓扑结构图,仿真设计了17个不等功分四分支带状线结构定向耦合器以实现功率分配,并在四分支定向耦合器结构中引入低通滤波结构来改善两输出口间的相位偏移。考虑到实验室计算机资源问题,将一分十八功分网络拆分成一分五、一分四、一分三和一分六4个子功分网络进行单独仿真设计,然后拼接起来整体仿真优化,最终得到的一分十八功分网络在驻波、幅度、相位等性能上很好的满足了指标要求。同时,本文还仿真设计了威尔金森功分器形式的一分四等功率分配器以满足行馈需要。最后,仿真设计了4?18的频扫天线阵列,通过调试优化,最终得到的天线方向图达到了预期的扫描角度、波瓣宽度、增益和副瓣电平等指标要求。加工测试:把仿真设计的器件加工制作并进行相关实测,实测结果从整体上基本满足设计指标,证明了本论文所设计的频扫天线阵列在实际应用中的可行性。
【关键词】：频扫天线 三角形分布 泰勒综合 四分支带状线结构 一分十八
【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】：TN820
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 课题研究背景与意义10-11
• 1.2 国内外发展现状11-13
• 1.3 设计指标要求13
• 1.4 论文主要工作与内容安排13-15
• 第二章 频扫天线阵列理论与低损耗慢波线研究15-34
• 2.1 频扫天线基本工作原理15-18
• 2.1.1 频率扫描天线基本结构参数16-17
• 2.1.2 频扫天线的基本参数计算式17-18
• 2.2 阵列天线基本理论18-24
• 2.2.1 相控阵天线扫描方向图19-22
• 2.2.2 按三角形栅格布局的阵列天线特性22-24
• 2.3 泰勒综合法24-28
• 2.3.1 泰勒综合的基本原理24-26
• 2.3.2 泰勒综合结果26-28
• 2.4 低损耗慢波线的研究28-33
• 2.4.1 慢波线基本结构28-30
• 2.4.2 常用传输线损耗情况比较30-33
• 2.4.3 传输线间的互耦分析33
• 2.5 本章小结33-34
• 第三章 单元天线与馈电网络结构34-49
• 3.1 对称振子天线结构与性能分析34-36
• 3.2 带状线传输线理论分析36-37
• 3.3 功分器与低通滤波结构基本原理37-48
• 3.3.1 威尔金森功分器38-42
• 3.3.2 四分支带状线结构定向耦合器42-45
• 3.3.3 相位偏移原理与低通滤波结构的引入45-48
• 3.4 本章小结48-49
• 第四章 带状线结构功分网络及阵列的仿真设计49-69
• 4.1 带状线结构功分网络结构设计49
• 4.2 功分器的仿真与设计49-55
• 4.3 馈电网络仿真设计55-65
• 4.3.1 一分十八功分网络四个子功分网络的仿真55-59
• 4.3.2 一分十八功分网络整体仿真59-63
• 4.3.3 一分四的等分功分器仿真63-65
• 4.4 平面阵列天线的仿真65-68
• 4.5 本章小结68-69
• 第五章 实物加工与误差分析69-74
• 5.1 频扫天线和功分网络实物图69
• 5.2 功分网络测试结果69-71
• 5.2.1 输入.驻波测试69-70
• 5.2.2 输出. S参数与相位测量70-71
• 5.3 频扫阵列方向图测试结果分析71-73
• 5.4 本章小结73-74
• 第六章 总结74-76
• 致谢76-77
• 参考文献77-79
• 攻硕期间取得的研究成果79-80

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 黄彩华;频扫天线慢波线的幅相误差对天线方向图影响的分析[J];雷达与对抗;2000年04期

，

本文编号：1135270