圆极化宽角扫描相控阵天线设计

发布时间：2017-07-31 12:38

  本文关键词：圆极化宽角扫描相控阵天线设计

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【摘要】：相控阵天线就是通过控制各单元天线的相位以达到波束扫描的阵列天线。相控阵天线已广泛应用于各种战术雷达,如搜索、引导、火控及导弹制导雷达;一些民用雷达,如空中交通管制系统的着陆系统、气象雷达、卫星通信等,其中卫星通信一般要用到宽角扫描的圆极化相控阵天线,因此宽扫描角的圆极化相控阵天线具有重要的研究价值。卫星通信中相控阵天线一般都要求具有体积小、重量轻、低剖面、抗辐射等特性,介于微带天线具有的体积小、重量轻、低剖面特性,本文设计中采用微带天线作为基本单元天线,设计加工测试了两套K频段的相控阵天线,这两套天线分别为左旋圆极化和右旋圆极化,分别用着接收和发射天线。主要工作内容如下:(1)阐述了论文研究的背景和意义;对相控阵天线作了概述;阐述了相控阵天线发展历程和国内外研究现状;介绍了圆极化相控阵天线的主要技术参数和分析方法。(2)在传统微带天线的基础上,优化设计了两款单元天线。贴片天线的贴片开缝能增加带宽,同时本文通过开缝还把馈电位置调整到天线的几何中心,改善了轴比特性。(3)采用微带天线作为单元天线,通过周期性旋转设计优化了一款64元接收相控阵天线。分析验证了常规天线布局的缺陷,通过4元小阵列经0°、45°、135°、270°旋转能够改善轴比特性和轴比带宽,并在此基础上建模仿真设计了一个8×8接收天线。此阵列天线加工测试效果较好,基本满足设计要求。(4)采用微带天线作为单元天线,通过0°、90°、180°、270°周期旋转仿真设计了一个8×8发射天线,仿真效果良好。对天线进行加工,并测试了天线的有源驻波和阵中单元方向图。
【关键词】：相控阵天线 圆极化 宽角扫描 微带天线
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN821.8
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 研究背景和意义10
• 1.2 国内外研究现状10-13
• 1.3 本文主要工作与创新点13
• 1.4 本文组织安排13-15
• 第二章 相控阵天线的基本理论15-30
• 2.1 天线基本参数15-19
• 2.1.1 输入阻抗15-16
• 2.1.2 带宽16
• 2.1.3 辐射方向图16-17
• 2.1.4 方向性系数、增益17-18
• 2.1.5 极化方式18-19
• 2.2 微带圆极化天线理论19-25
• 2.2.1 微带天线分析方法19-21
• 2.2.2 微带天线圆极化技术21-25
• 2.3 平面相控阵天线理论25-29
• 2.3.1 方向图乘积原理25-27
• 2.3.2 阵列天线单元互耦及分析方法27-28
• 2.3.3 栅瓣抑制条件28-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第三章 圆极化单元天线设计30-37
• 3.1 同轴馈电圆极化天线设计30-33
• 3.1.1 天线结构及设计参数30-31
• 3.1.2 天线设计及仿真结果31
• 3.1.3 天线仿真及测试结果31-33
• 3.2 几何中心探针馈电圆极化天线设计33-36
• 3.2.1 天线结构及设计参数33-34
• 3.2.3 天线优化仿真结果34-36
• 3.3 本章小结36-37
• 第四章 K频段接收相控阵天线设计37-57
• 4.1 接收天线指标37
• 4.2 天线布阵分析37-39
• 4.3 常规矩形排部阵列天线仿真39-40
• 4.4 周期旋转阵列设计40-44
• 4.4.1 单元天线改进40-42
• 4.4.2 2×2 旋转阵列仿真设计42-44
• 4.5 接收天线仿真设计44-47
• 4.6 天线加工测试结果47-56
• 4.7 本章小结56-57
• 第五章 K频段发射相控阵天线设计57-68
• 5.1 阵列天线指标57
• 5.2 阵列天线方案分析57-60
• 5.3 阵列天线仿真设计60-63
• 5.4 天线加工及测试结果63-67
• 5.5 本章小结67-68
• 第六章 总结与展望68-70
• 6.1 全文总结68
• 6.2 未来展望68-70
• 致谢70-71
• 参考文献71-74
• 攻硕期间取得的研究成果74-75

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本文编号：599232