Ku波段车载相控阵“动中通”的若干关键微波部件研究

发布时间：2017-06-21 15:10

  本文关键词：Ku波段车载相控阵“动中通”的若干关键微波部件研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着社会经济的不断发展,对卫星通信技术的需求越来越大,其中“动中通”系统依靠地球同步卫星能建立稳定的实时信号双向传输通道,其高宽度、大容量、实时数据视频传输等优势使得其在应急通信,移动视频等领域获得巨大的应用。本文通过讲述“动中通”系统的组成和工作原理,分析了相控“动中通”具有跟踪灵活,响应速度快,体积小等诸多优点。提出一种基于天线集成收发模块的相控“动中通”系统设计思路,采用Ku波段的通信频率技术、捷联惯导系统与GPS稳定技术和相控与机械扫描相结合的波束跟踪等技术,获得低轮廓,重量轻,扫描速度快等优点,并围绕其相关部件进行研究。在“动中通”天线子阵设计中,分别设计64单元微带贴片天线接收子阵和16单元的发射天线子阵,接收子阵采用边缘共面微带馈电,实测具有良好的带宽和方向特性,发射子阵采用背面同轴馈电,减少了馈线对辐射贴片的干扰。另外,设计了一款16阵元双频双极化天线,收发端口采用缝隙耦合馈电技术,辐射层采用低介电常数的材料,同时引入空气介质层拓展带宽技术,降低Q值,仿真接收端增益19.67dB,发射端增益20.28dB,隔离度34dB,收发频段上具有较高的增益和隔离度。在微波电路设计中,对围绕通信系统中的低噪声放大器,功分器等进行研究,选用砷化镓的微波单片集成低噪声放大器芯片,匹配性能合适的带通和低通滤波器,构成的二级低噪放微波混合电路可用于接收通道,满足对信号的初级处理。功分器设计采用四分之三波长匹配和端口间半波长微带连接技术,使得四路威尔金森功分器具有很高的隔离度,幅值和相位一致性。最后提出一种应用于相控“动中通”天线集成收发电路的模块,子阵模块集成,优点是能够很大程度降低天线与控制电路、波束形成网络、信号处理电路、电源组件等分系统之间的信号互联,提高电磁兼容水平,相控阵天线的维修性与可扩展性。
【关键词】：动中通 双频双极化 相控 低噪声放大器
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN927.2
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• Abstract9-16
• 第一章 绪论16-21
• 1.1 研究的背景及意义16-17
• 1.2 国内外研究现状17-20
• 1.3 本文主要内容20-21
• 第二章 “动中通”系统的原理与组成21-28
• 2.1 系统的基本结构21-22
• 2.2 天线控制分系统22
• 2.3 通信分系统22-24
• 2.4 天馈分系统24
• 2.5 相控扫描技术24-25
• 2.6 一种相控“动中通”系统设计思路25-28
• 第三章 微带天线设计分析28-40
• 3.1 天线基本参数28-30
• 3.1.1 增益28
• 3.1.2 方向性图28-29
• 3.1.3 输入阻抗29
• 3.1.4 反射系数与驻波比29-30
• 3.1.5 天线的极化30
• 3.1.6 天线的带宽30
• 3.2 微带贴片天线概述30-35
• 3.2.1 微带贴片天线分析方法30-33
• 3.2.2 微带贴片天线馈电方式33-34
• 3.2.3 微带天线的宽带设计技术34-35
• 3.3 阵列天线理论35-37
• 3.3.1 均匀直线阵35-36
• 3.3.2 平面阵列分析36-37
• 3.4 阵列天线馈电形式和板材选择37-40
• 3.4.1 阵列天线的馈电形式37-38
• 3.4.2 Ku波段动中通微带天线板材选择38-39
• 3.4.3 双频天线设计方法39-40
• 第四章 相控“动中通”系统天线子阵设计40-59
• 4.1 64单元接收天线子阵的设计40-49
• 4.1.1 单元分析与设计40-43
• 4.1.2 接收天线子阵设计43-45
• 4.1.3 天线性能实测45-49
• 4.2 16单元发射天线的设计49-54
• 4.2.1 单元设计49-50
• 4.2.2 天线阵列设计与仿真50-54
• 4.3 Ku波段高增益双频双极化微带天线的设计54-59
• 4.3.1 单元设计54-55
• 4.3.2 阵列设计与仿真55-59
• 第五章 通信子系统若干微波部件设计59-70
• 5.1 低噪声放大器微波混合电路59-61
• 5.2 WILKINSON四等功分器设计61-67
• 5.2.1 W ilkinson功分器原理与指标62-63
• 5.2.2 四等功分器设计63-65
• 5.2.3 功分器测试65-67
• 5.3 相控天线子阵集成收发模块设计67-70
• 第六章 结束语70-71
• 参考文献71-74
• 攻读硕士学位期间的发表的学术论文74

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