低剖面平面模块化超宽带阵列天线的研究

发布时间：2017-04-02 20:06

  本文关键词：低剖面平面模块化超宽带阵列天线的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：雷达作为现代化军事系统的重要组成部分,在军事对抗中占有极其重要的地位。天线是雷达系统的重要组成部分,考虑到实际应用的需求,具有低剖面、超宽带、低成本等特点的天线,将是非常重要的发展方向,而传统的宽带天线阵列并不能很好的满足这些要求,例如传统的Vivaldi天线阵列的剖面较高,制作较为复杂,而传统的贴片天线阵列的带宽无法满足超宽带天线的要求。鉴于以上需求,本文对紧密耦合型超宽带阵列展开了相关研究工作,主要研究内容可以分为以下几个部分：首先,举例介绍了传统超宽带阵列的基本原理,深入分析了紧密耦合型阵列的超宽带原理和进一步拓宽带宽的方法。其次,利用紧密耦合型原理对单极化紧密耦合型阵列模型进行了仿真,设计了一种新型的馈电匹配结构,适用于紧密耦合型阵列,保证了阵列的低剖面、超宽带和低成本等特点。再次,对双极化紧密耦合型阵列进行了分析和设计,深入讨论了馈电平衡性问题,提出了共模谐振问题的解决方案,优化改进了仿真模型。根据首轮实验样品的仿真和测试结果,对有限大规模阵列进行了研究,分析了有限大紧密耦合型阵列辐射方向图的波动问题,提出了解决方案,给实际加工测试打下基础。最后,加工实测了8×8规模和8×16规模双极化紧密耦合型阵列,并对结果进行了讨论分析。
【关键词】：阵列天线 低剖面 超宽带 紧密耦合 共模谐振 双极化
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN822.8
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-18
• 1.1 课题研究意义8-9
• 1.2 超宽带阵列天线的发展与研究9-15
• 1.2.1 传统开槽缝隙型超宽带阵列9-11
• 1.2.2 传统平面贴片型宽带阵列11-13
• 1.2.3 紧密耦合型超宽带阵列13-15
• 1.3 论文创新点与结构安排15-18
• 1.3.1 本文创新点15
• 1.3.2 文章结构安排15-18
• 第二章 宽频带天线原理18-26
• 2.1 传统宽频带天线原理18-20
• 2.1.1 双锥天线18-19
• 2.1.2 螺蜷天线19
• 2.1.3 对数周期天线19-20
• 2.2 紧密耦合型超宽带阵列原理20-25
• 2.2.1 不加金属地21-23
• 2.2.2 引入金属地提高带宽23-24
• 2.2.3 上层介质加载24-25
• 2.3 本章小结25-26
• 第三章 基于紧密耦合原理的单极化阵列设计26-40
• 3.1 阵列单元设计26-31
• 3.1.1 单元间耦合方式选择26-27
• 3.1.2 单元馈电的设计27-31
• 3.2 单极化无穷大阵列仿真31-35
• 3.2.1 HFSS主从边界原理32-33
• 3.2.2 单元仿真模型建立33-34
• 3.2.3 单极化无穷大阵列仿真34-35
• 3.3 单极化阵列馈电网络的仿真设计35-38
• 3.3.1 一分二功分器的仿真模型设计36-37
• 3.3.2 2×4规模功分网络设计和仿真37-38
• 3.4 本章小结38-40
• 第四章 基于紧密耦合原理的平面超宽带双极化阵列设计40-70
• 4.1 紧密耦合型双极化无穷大阵列的初步设计40-42
• 4.1.1 单元结构的设计40-41
• 4.1.2 双极化无穷大阵列仿真41-42
• 4.2 共模谐振问题分析和解决42-48
• 4.2.1 共模电流的产生及其在单个天线中的影响42-44
• 4.2.2 共模电流在紧密耦合阵列中的影响44-46
• 4.2.3 共模电流的抑制方案46-48
• 4.3 改进型紧密耦合双极化无穷大阵列48-55
• 4.3.1 改进后的无穷大阵列仿真分析49-52
• 4.3.2 主要参数的仿真分析52-54
• 4.3.3 阵列扫描性能分析54-55
• 4.4 有限大紧密耦合双极化阵列的设计与分析55-67
• 4.4.1 有限大阵列模型的优化56-58
• 4.4.2 8×8规模紧密耦合型双极化阵列仿真58-62
• 4.4.3 有限大紧密耦合型双极化阵列的辐射性能分析62-67
• 4.5 本章小结67-70
• 第五章 阵列的加工与测试70-82
• 5.1 天线的测试环境与方法70-71
• 5.2 8×8规模紧密耦合型双极化阵列的组装与测试71-75
• 5.2.1 阵列的组装71-73
• 5.2.2 阵列的测试73-75
• 5.3 8×16规模紧密耦合型双极化阵列测试和阵列模块化验证75-80
• 5.3.1 阵列的扩展75-76
• 5.3.2 阵列的测试与分析76-80
• 5.4 本章小结80-82
• 致谢82-84
• 硕士期间发表论文84-86
• 参考文献86-88

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