SAR成像双极化微带阵列天线研究

发布时间：2017-06-16 17:14

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【摘要】：FMCW(调频连续波)体制合成孔径雷达以其低耗、轻量、高精度等优势,越来越多的应用在机载成像系统上。全极化工作的合成孔径雷达能增大信息量,对目标进行更好的分辨识别。本文以机载FMCW体制全极化SAR的研制为背景,结合该雷达天馈系统的工作机理,对Ku波段双极化收/发阵列天线进行深入研究。本文工作主要工作内容如下:首先,为了实现双极化阵列天线高增益、低交叉极化特性,对天线的各部分结构进行优化设计。通过理论分析及仿真对比,采用了共面微带线馈电的方形双层贴片作为天线单元,保证带内高增益特性;为了降低交叉极化,设计了3×2子阵模块,在模块内部对交叉极化辐射进行抑制,同时,对水平垂直极化馈电网络进行分层设置,并在主网络周围设计金属化过孔结构,减小两副网络的串扰,提高了极化纯度。测试结果表明,双极化3×12阵列在8%的相对带宽内,双极化端口驻波小于1.6,增益高于21.4dB,主瓣内交叉极化优于-25dB;其次,为了实现高收/发隔离度性能,在结构上进行设计。本文采用了“扼流槽+低隔离墙”的结构,以在保证天线良好辐射性能的同时,使阵列天线的收/发隔离度达到-55dB以下。设计了楔形拼接方案,实现了收/发天线之间的可拆分重构特性,并且,在金属材料和机械结构两方面进行特殊设计,以减轻天线的重量。测试结果表明,以上优化设计方案得到了有益效果,该双极化收/发阵列天线完全满足机载FMCW体制SAR成像系统的应用需求。
【关键词】：双极化 微带阵列天线 交叉极化 收/发隔离度
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN822
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 研究目的和意义9
• 1.2 SAR成像系统发展9-10
• 1.3 提高双极化阵列天线交叉极化隔离度的方法10-15
• 1.3.1 提高单元端口隔离度的方法10-13
• 1.3.2 镜像布阵、反相馈电的方法13-15
• 1.4 论文主要内容15-17
• 第2章 双极化微带阵列天线设计方法17-24
• 2.1 引言17
• 2.2 双极化贴片设计方法17-19
• 2.3 微带阵列天线馈电网络设计19-21
• 2.4 微带阵列天线指标估算21-23
• 2.5 小结23-24
• 第3章 KU波段双极化 3×12微带阵列天线设计24-49
• 3.1 引言24-25
• 3.2 天线指标要求25
• 3.3 双极化微带单元设计25-28
• 3.4 3×2 双极化子阵模块设计28-37
• 3.5 双极化馈电网络设计37-39
• 3.6 双极化同轴-带状线转换结构设计39-42
• 3.7 双极化 3×12阵列天线设计42-46
• 3.8 阵列天线远区副瓣的抑制46-48
• 3.9 小结48-49
• 第4章 双极化收/发微带阵列天线整体设计49-65
• 4.1 引言49
• 4.2 双极化收/发阵列天线设计49-55
• 4.3 双极化收/发阵列天线减重设计55-56
• 4.4 双极化收/发阵列天线测试结果56-64
• 4.5 小结64-65
• 结论65-67
• 参考文献67-71
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单71-72
• 致谢72

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本文编号：455996