基于DDS的数字发射共形阵列实验研究

发布时间：2017-09-02 21:04

  本文关键词：基于DDS的数字发射共形阵列实验研究

  更多相关文章： 共形阵 相控阵 数字阵列 微带天线

【摘要】：共形相控阵天线结合了相控阵天线和共形阵列天线的优点,能够实现快速半空域波束扫描。本文将数字阵列与共形阵列相结合,提出了数字共形相控阵天线概念,并对该天线系统进行了分析、设计、综合、仿真和实验研究,包括数字发射电路和12元柱面共形阵列两大部分。在柱面共形阵列研究方面,首先完成了双层微带单元的设计和仿真,并对天线单元做了小型化处理。其次,用投影法对12元柱面共形相控阵进行了分析和综合,得到了不扫描和20°、40°扫描时的方向图。最后,采用HFSS软件对12元柱面共形阵列进行了严格电磁仿真,仿真结果与综合结果吻合,验证了综合方法的正确性。数字发射电路主要包括DDS信号产生模块、频率源模块、功分模块和射频上变频模块四个部分。DDS信号产生模块利用AD9959芯片来实现,主要包括ARM控制器、DDS芯片、差分变单端、低通滤波器四个部分。频率源模块用100MHz高性能恒温晶振作为参考频率,采用锁相环技术实现2.8GHz和500MHz微波信号输出,相位噪声分别达到-112.1 dBc/Hz@1KHz和-116.1 dBc/Hz@1KHz。功分模块均是采用两级或三级威尔金森一分二功分器级联而成,射频模块由混频器、射频放大器、带通滤波器、射频数控衰减器组成。经过校准后,幅度不一致度:￡0.3dB,相位不一致度:≤3°。最后,完成了数字发射共形相控阵的实验研究,测试了等幅同相馈电下的方向图和-20dB低副瓣笔形波束方向图,测试结果与HFSS软件仿真结果进行对比,达到较好的一致性。
【关键词】：共形阵 相控阵 数字阵列 微带天线
【学位授予单位】：国防科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN741;TN820
【目录】：

• 摘要10-11
• ABSTRACT11-12
• 第一章 绪论12-17
• 1.1 研究意义12-13
• 1.2 国内外研究现状13-15
• 1.3 论文主要工作、创新点及章节安排15-16
• 1.4 本章小结16-17
• 第二章 共形相控阵实验系统的总体设计17-22
• 2.1 传统共形相控阵17-18
• 2.2 全极化数字发射共形相控阵18-19
• 2.3 共形阵列的总体设计19
• 2.4 基于DDS的数字发射电路总体设计19-21
• 2.5 本章小结21-22
• 第三章 圆柱共形阵列的设计和仿真22-52
• 3.1 单层微带单元的设计与仿真22-28
• 3.1.1 单层微带天线的结构和原理22-23
• 3.1.2 单层微带天线的设计23-24
• 3.1.3 单层贴片的仿真24-28
• 3.2 双层微带单元的设计与仿真28-41
• 3.2.1 双层微带单元的结构与设计28-34
• 3.2.2 小型化双极化双层微带单元设计34-41
• 3.3 圆柱共形阵列的分析与综合41-49
• 3.3.1 共形阵列的分析方法41-42
• 3.3.2 圆柱共形阵列的分析42-44
• 3.3.3 共形阵列的综合方法44-45
• 3.3.4 12元柱面共形相控阵的综合结果45-49
• 3.4 圆柱共形阵列的电磁仿真49-50
• 3.5 本章小结50-52
• 第四章 基于DDS的数字发射电路设计52-72
• 4.1 DDS信号产生模块的设计53-57
• 4.1.1 信号产生模块的组成53-54
• 4.1.2 DDS模块的设计54-55
• 4.1.3 信号产生模块的测试55-57
• 4.2 本振频率源的设计57-63
• 4.2.1 本振频率源的组成57-58
• 4.2.2 微波锁相源的设计58-62
• 4.2.3 本振频率源的测试62-63
• 4.3 功分模块的设计63-66
• 4.3.1 威尔金森功分器原理63-64
• 4.3.2 威尔金森功分器的设计64-65
• 4.3.3 功分模块测试65-66
• 4.4 射频变频模块的设计66-69
• 4.4.1 射频变频模块的设计67
• 4.4.2 射频变频模块的测试67-69
• 4.5 数字发射组件的集成与校准69-71
• 4.5.1 多通道数字发射组件的集成69
• 4.5.2 多通道数字发射组件的校准69-71
• 4.6 本章小结71-72
• 第五章 数字发射共形阵列的实验72-79
• 5.1 共形阵列环境下的单元特性测试72-76
• 5.1.1 测量天线的S参数72-73
• 5.1.2 共形阵列环境下的单元方向图测量73-76
• 5.2 数字发射电路共形相控阵的实验76-78
• 5.3 本章小结78-79
• 第六章 总结与展望79-81
• 6.1 总结79-80
• 6.2 展望80-81
• 致谢81-82
• 参考文献82-85
• 作者在学期间取得的学术成果85

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 宋银锁;制导武器天线的共形阵列[J];航空兵器;1997年04期

2 杨超;阮颖铮;;自适应共形阵性能的研究[J];雷达与对抗;1993年03期

3 张莉，李世智;飞行载体上自适应共形阵的研究[J];电子学报;1994年09期

4 柴舜连,姚德淼;任意旋转对称面共形阵互耦的分析[J];电子科学学刊;1996年06期

5 诸洁琪;陈伏虎;;一种交替投影加权算法在共形阵中的运用[J];声学与电子工程;2013年04期

6 高飞;谢文冲;王永良;;机载共形阵雷达杂波抑制方法研究[J];电子学报;2010年09期

7 詹昊可;蔡志明;苑秉成;;一种共形阵主动声纳空时自适应混响抑制方法[J];声学技术;2007年03期

8 张学敬;杨志伟;廖桂生;;半球共形阵列的两种虚拟变换方式性能对比[J];西安电子科技大学学报;2014年03期

9 席晓峰;丁君;徐腾;;共形阵空域极化域联合滤波研究[J];计算机仿真;2008年06期

10 张玉洁;龚书喜;王文涛;凌劲;;基于改进遗传算法的非规则共形阵的研究[J];电波科学学报;2010年04期

中国重要会议论文全文数据库 前4条

1 肖国有;;共形阵的布阵方法及可视化图形表示[A];2004年全国水声学学术会议论文集[C];2004年

2 肖国有;;共形阵的结构形态及其特点分析[A];2005年全国水声学学术会议论文集[C];2005年

3 何明;吕明;;圆台阵天线方向性能分析[A];第五届卫星通信新业务新技术学术年会暨卫星通信系统网间互联互通与接口标准研讨会论文集[C];2009年

4 詹昊可;蔡志明;苑秉成;;鱼雷共形阵主动声纳空时自适应混响抑制方法[A];中国声学学会2007年青年学术会议论文集（下）[C];2007年

中国博士学位论文全文数据库 前5条

1 邹麟;基于几何代数的共形阵列空域信号处理研究[D];电子科技大学;2012年

2 齐飞林;复合制导体制下毫米波共形阵列的数字波束形成方法研究[D];西安电子科技大学;2010年

3 何庆强;共形辐射单元及共形阵列研究[D];电子科技大学;2008年

4 李鑫;基于差分进化算法的共形阵及多频天线研究[D];西安电子科技大学;2013年

5 杨鹏;基于复杂载体的共形软件天线关键技术研究[D];电子科技大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 王志力;阵列方向图综合技术及自适应波束形成算法研究[D];电子科技大学;2015年

2 徐小龙;基于有源单元方向图技术的共形天线阵列综合方法研究[D];电子科技大学;2015年

3 纪文静;机载共形阵列误差估计与补偿方法研究[D];西安电子科技大学;2014年

4 张子豪;基于共形阵的远场声阵列定位关键技术研究[D];电子科技大学;2015年

5 贺莹;锥台共形阵列方向图综合研究[D];南京航空航天大学;2014年

6 郭洧华;柱面与锥台共形阵列的研究[D];西安电子科技大学;2014年

7 樊良慧;基于智能优化算法的共形阵方向图综合[D];合肥工业大学;2015年

8 马英英;相干信源条件下的锥面共形阵列DOA估计[D];哈尔滨工业大学;2016年

9 平伏龙;矢量共形阵列DOA与极化参数联合估计算法研究[D];电子科技大学;2016年

10 尹树年;共形阵列误差校正方法研究[D];合肥工业大学;2016年

，

本文编号：780855