一种宽频带宽角扫描相控阵天线的研究

发布时间：2020-12-04 04:10

　　传统阵列天线辐射特性是固定的,但如果给每一个单元都增加移相器等器件之后,阵列天线的辐射波束方向就可以通过移相器来控制,从而实现天线波束在空间内的扫描。这样的天线称为相控阵天线。相控阵天线在国防雷达,卫星通讯,以及未来基站等领域已经有很广泛的应用。随着未来5G的全面部署,相控阵波束控制技术将会在无线通讯领域有更广大的应用和发展空间。因此在满足现有的相控阵技术的基础上,应该有更新和更好的技术,用于研究相控阵天线的宽频带和宽角扫描等特性。基于相控阵技术,本论文研究并设计了一种加载金属腔体的双层微带天线,并通过单馈开槽的形式实现了较好的圆极化性能,通过金属加载展宽了天线波束宽度,具有宽频带,宽波束,低剖面等特性。在此基础上用24个单元按照水滴状排布组成旋转馈电相控阵阵列,以减小风阻、改善相控阵轴比性能。结合24元相控阵单元布局,设计了具有空间旋转结构,剖面很低的一分二十四空间旋转微带功分器。实测功分器在工作频带内具有良好的传输性能,各输出端口隔离度较高。最后对设计的水滴流线型阵列天线和馈电网络进行了组装、校准和测试。测试结果表明,本论文所设计的相控阵天线在频带内阻抗匹配性能较好,波束扫描角域很... 

【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

StealthRay5000产品实物图

顶方向增益 5dBic；：3dB 波束宽度大于 90°；：剖面尽量低。以及低剖面和圆极化等要求，本文相控阵天线单要求[28][29]。微带天线有很多的方法都能够实现正交双馈、正交双线极化合成以及一些特殊的圆天线等等形式和结构都可以辐射圆极化波[30][31宽波束宽度，考虑到阵列单元形式要尽量简单，式来实现圆极化性能。为了选择最为合适的天线为此本文设计了常用的平面单臂螺旋天线、双层带天线三种天线结构。优化三种天线结构参数线结构在中心频点处的仿真方向图，如图 3.2 所的双层微带结构 3dB 波束宽度最宽，因此其在仰们选择加载腔体的双层微带结构作为本文相控

(a)单元俯视图 (b)单元侧视图图 3. 3 天线单元结构示意图利用电磁软件 HFSS 进行优化之后，单元的结构尺寸如下时，天线综合性能00.245 ，dr =00.21 ，1h =00.01 ，2h =00.11 ，3h =00.021 ，1r =00.168O ，2r =0.100.305 ， l =00.119 ，xp =00.169 ，1w =00.049 ，1l =00.025 ， t =00.035 。(a)单元电压驻波比仿真曲线 (b)单元天顶方向轴比仿真曲线

【参考文献】：
期刊论文
[1]CS/SH1型122毫米车载榴弹炮和JY-26预警雷达[J]. 林文杰.  兵器知识. 2015(01)
[2]宽角扫描卫星通信相控阵天线[J]. 陈晓洁,周海京.  微波学报. 2014(S2)
[3]卫星移动通信相控阵天线研究现状与技术展望[J]. 韩国栋,杜彪,陈如山.  无线电通信技术. 2013(04)
[4]一种新型超小型化天线[J]. 邓曦,刘运林,史志玮,陈锋.  通信技术. 2010(07)
[5]超宽频带圆极化微带天线阵列的设计[J]. 李中,王光明,高向军.  现代雷达. 2009(01)
[6]机载有源相控阵火控雷达的新进展及发展趋势[J]. 贲德.  现代雷达. 2008(01)
[7]基于相同阵元数的阵列形式研究[J]. 武思军,张锦中,张曙.  哈尔滨工程大学学报. 2003(02)
[8]微带天线圆极化技术概述与进展[J]. 薛睿峰,钟顺时.  电波科学学报. 2002(04)
[9]小型宽带微带天线的研究进展[J]. 陈雅娟,龙云亮.  系统工程与电子技术. 2000(07)
[10]宙斯盾舰载防空系统[J]. 侯廷丽.  现代防御技术. 1986(04)

博士论文
[1]圆极化微带天线及其在海事卫星通信中的应用[D]. 付世强.大连海事大学 2010

硕士论文
[1]圆柱共形阵列天线的研究与设计[D]. 韦佳.桂林电子科技大学 2017
[2]微带相控阵天线设计[D]. 周修宇.贵州师范大学 2016
[3]结构紧凑高隔离微带双工器的研究[D]. 付勇.南京航空航天大学 2014
[4]S波段有源相控阵接收组件的研制[D]. 赵云.电子科技大学 2013
[5]卫星通信地球站天线测试系统的研究与设计[D]. 陈佳滨.南京邮电大学 2012
[6]应用于无线通信系统中的双频段天线设计[D]. 彭志艺.北京邮电大学 2010



本文编号：2896992