平面结构单脉冲天线研究

发布时间：2017-04-01 12:06

  本文关键词：平面结构单脉冲天线研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：单脉冲体制雷达在单个脉冲周期内可同时得到目标的俯仰角、方位角和距离的信息,具有获取误差信号迅速,抗干扰能力强等优点。传统结构单脉冲天线在弹载、机载等系统应用中具有体积和重量较大的缺点,因此研究易于系统集成的平面结构单脉冲天线具有重要的现实意义。基片集成波导(SIW)是近几年提出的一种新型类波导传输结构,易加工、成本低,特别是基于SIW的器件具有低剖面特性。本文主要探索在Ka波段采用SIW技术实现平面结构单脉冲天馈系统,以降低目前某单脉冲天线体积和重量,简化系统整体结构设计。本文的工作主要集中在以下几个方面:一、开展单脉冲天线的基本理论研究,介绍了SIW单脉冲天馈系统的构成原理和设计方法。分析了SIW缝隙天线的基本理论,并讨论了谐振式SIW缝隙天线阵的设计方法。二、理论分析和三维电磁仿真软件结合,完成了一个16单元SIW缝隙天线设计,采用了一维泰勒口径分布来降低副瓣;在此基础上组阵,通过修正缝隙阵列参数使得单脉冲天线H面和方向图副瓣电平达到-29dB;其次,对SIW功分网络进行了研究,设计了T型和Y型两路功分器,由此实现了一种结构紧凑的四路基片集成波导功率分配器。三、为便于与前面设计的辐射天线部分集成,论文开展了平面结构和差网络研究,其由四个3dB定向耦合器和四个90°移相器组成。仿真结果显示,在34-36GHz带宽内,各端口反射系数小于-15dB,输出端口幅度一致性小于?0.4dB,相位一致性小于?5°。四、进行了平面结构单脉冲天馈系统整体结构设计。通过优化,整个系统集成在140×107mm的两层基片集成波导上,整体厚度约为1.2mm,重量仅有80g(不包括介质基片支撑板)。相比原波导形式的和差网络(体积尺寸为160×160×35mm,重量为1300g),本文平面形式单脉冲天线设计在体积和重量上具有良好的系统集成优势。五、根据项目需求论文还完成了某Ka波段波导结构单脉冲和差网络的设计,其由四个阶梯型波导魔T组成,实测结果显示,在34-36GHz带宽内,各端口的反射系数小于-12dB,幅度一致性小于?0.5dB,输出端口相位一致性小于?4°。
【关键词】：基片集成波导 Ka波段 缝隙天线 和差网络 功分网络
【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10-16
• 1.1 研究背景和意义10
• 1.2 国内外发展趋势和研究动态10-14
• 1.3 论文工作内容14-16
• 第二章 基片集成波导缝隙天线理论研究16-31
• 2.1 基片集成波导传输特性研究16-19
• 2.2 基片集成波导缝隙的辐射特性19-24
• 2.2.1 宽边纵向开缝结构19-20
• 2.2.2 理论模型20-24
• 2.3 基片集成波导缝隙阵列天线研究24-30
• 2.3.1 缝隙阵的设计方法24-27
• 2.3.1.1 Stevenson法24-25
• 2.3.1.2 Elliott法25-27
• 2.3.2 基于泰勒分布的理论计算结果27-28
• 2.3.3 谐振式基片集成波导缝隙阵列天线的设计与仿真28-30
• 2.4 小结30-31
• 第三章 平面单脉冲天馈系统辐射天线设计31-42
• 3.1 基片集成波导单脉冲缝隙阵列天线设计31-37
• 3.1.1 利用基片集成波导缝隙阵列组成单脉冲天线31-33
• 3.1.2 平板缝隙阵列修正与调整33-35
• 3.1.3 单脉冲天馈系统辐射天线整体仿真计算35-37
• 3.2 基片集成波导功分网络的研究37-41
• 3.2.1 T型两路功率分配器的设计37-38
• 3.2.2 直角弯头设计38-39
• 3.2.3 Y型两路功分器设计39-40
• 3.2.4 多路功分器的设计40-41
• 3.3 小结41-42
• 第四章 平面单脉冲和差网络设计42-49
• 4.1 和差网络研究42-43
• 4.2 3dB定向耦合器的设计43-44
• 4.3 90°移相器的设计44-46
• 4.4 和差网络的设计46-48
• 4.5 小结48-49
• 第五章 平面单脉冲天馈系统整体结构设计49-55
• 5.1 基片集成波导双层过渡结构设计49-51
• 5.2 基片集成波导-微带线的过渡结构设计51-52
• 5.3 单脉冲天线的整体加工结构和实物图52-54
• 5.4 小结54-55
• 第六章 波导型和差网络设计55-63
• 6.1 波导魔T设计与仿真分析55-57
• 6.2 和差网络设计与仿真分析57-60
• 6.3 实测结果分析60-62
• 6.4 小结62-63
• 第七章 总结63-64
• 致谢64-65
• 参考文献65-67
• 硕士期间取得的研究成果67-68

【参考文献】

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1 张晓璐;一种平面型宽带单脉冲天线研究[D];西安电子科技大学;2014年

  本文关键词：平面结构单脉冲天线研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：280577