超宽带双极化低剖面相控阵天线研究

发布时间：2022-01-16 15:45

　　随着雷达、通信、电子战的演变,多功能,体系化,集约化的需求愈发强烈,集侦察、干扰、探测和通信于一体的协同作战平台因其天然的巨大优势受到人们的青睐。但在这一宏伟构想中,至少存在以下两大关键问题:成百上千的军事电子设备同时开机工作时,平台上的电磁干扰将十分严重,传统上为保障设备正常工作提出的电磁屏蔽技术难以有效应对如此大规模的电磁污染;雷达乃至反隐身技术的飞速发展,使得任何一种依赖电磁波的装备的生存遭到挑战,如何有效减小其雷达散射截面积就成了必须要考虑的问题。在电子技术取得卓越成就的今天,诸多电子元器件性能与体积都走向了极致,天线技术与之相比却是进步缓慢,往往成为制约装备小型化的棘手因素。面临所述困境,能够覆盖多个频段,满足收发一体等多种用途且占用空间小的新体制天线研究迫在眉睫。着眼于此,论文提出了一种适用于相控阵雷达系统的超宽带双极化低剖面天线,选用的是紧耦合的八角环单元结构,这种形式的单元间互耦在所有多边形环中最强,更为贴合Wheeler的连续电流层模型,从而产生更好的宽带效应。为对特性阻抗约为120Ω的平衡型八角环进行馈电,设计了一种截割式巴伦,它相当于同轴线到平行双线的过渡,可同时... 

【文章来源】：中国电子科技集团公司电子科学研究院北京市

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１相控阵雷达天线工作原理示意图??值得指出的是，构成相控阵天线的天线单元种类繁多，常用的有偶极子天线、??、、，通

图１．?２?Ｍｕｎｋ设计加工的紧耦合超宽带相控阵夭线??保持边缘单元良好的辐射性能，在剖面四周还放置了无源单元［１４］，天线单元以低??密度的Ｄｕｒｏｉｄ？泡沫材料作为支撑，如图１．４所示，阵列增益与理想最大增益曲??线吻合良好，带内方向图和阻抗也保持稳定。??图１．?３?Ｈａｒｒｉｓ公司２－１８ＧＨＺ试验阵的天线口径和馈电网络??图１．?４?Ｈａｒｒｉｓ公司设计的ＶＨＦ／ＵＨＦ波段超宽带双极化低剖面相控阵天线??近年来，俄亥俄州立大学的Ｖｏｌａｋｉｓ教授及其团队对基于紧耦合的超宽带相??控阵天线作了大量深入研宄，设计出诸多性能优异的天线。２０１１年，课题组成员??Ｉｒｃｉ?和?Ｓｅｒｅｔｅｌ?将紧耦合贴片阵列（Ｔｉｇｈｔｌｙ?Ｃｏｕｐｌｅｄ?Ｐａｔｃｈ?Ａｒｒａｙ，ＴＣＰＡ）技??术应用到微带天线设计［１５］，周期性结构的ＴＣＰＡ本质上相当于ＦＳＳ，贴片单元排??布紧密，产生的容抗效应可用于抵消导体地板的感抗效应。如图１．５所示，该天??线设计以高介电常数材料作为基板，直接将ＦＳＳ结构作为辐射贴片而非作为无源??基板

ａ）?ｂ）??图１．?２?Ｍｕｎｋ设计加工的紧耦合超宽带相控阵夭线??保持边缘单元良好的辐射性能，在剖面四周还放置了无源单元［１４］，天线单元以低??密度的Ｄｕｒｏｉｄ？泡沫材料作为支撑，如图１．４所示，阵列增益与理想最大增益曲??线吻合良好，带内方向图和阻抗也保持稳定。??图１．?３?Ｈａｒｒｉｓ公司２－１８ＧＨＺ试验阵的天线口径和馈电网络??图１．?４?Ｈａｒｒｉｓ公司设计的ＶＨＦ／ＵＨＦ波段超宽带双极化低剖面相控阵天线??近年来，俄亥俄州立大学的Ｖｏｌａｋｉｓ教授及其团队对基于紧耦合的超宽带相??控阵天线作了大量深入研宄，设计出诸多性能优异的天线。２０１１年，课题组成员??Ｉｒｃｉ?和?Ｓｅｒｅｔｅｌ?将紧耦合贴片阵列（Ｔｉｇｈｔｌｙ?Ｃｏｕｐｌｅｄ?Ｐａｔｃｈ?Ａｒｒａｙ，ＴＣＰＡ）技??术应用到微带天线设计［１５］，周期性结构的ＴＣＰＡ本质上相当于ＦＳＳ，贴片单元排??布紧密

【参考文献】：
期刊论文
[1]高倍频程超宽带阵列天线设计综述[J]. 符敏.  科技创新导报. 2016(15)
[2]切比雪夫阻抗变换器的设计方法[J]. 周越,张国锋.  大学物理. 2012(11)
[3]一种宽带宽角双极化相控阵天线单元研究[J]. 于大群,吴鸿超,何丙发,朱瑞平.  现代雷达. 2011(11)
[4]天线的极化方式对生命探测仪检测效果的影响[J]. 张杨,王健琪,焦腾,荆西京,谢昇.  第四军医大学学报. 2006(01)

硕士论文
[1]用于海洋盐度探测的双极化天线阵列的设计[D]. 李文娟.西安电子科技大学 2015



本文编号：3592965