圆极化平衡雷达射频前端技术研究

发布时间：2017-09-01 10:45

  本文关键词：圆极化平衡雷达射频前端技术研究

  更多相关文章： 连续波雷达 平衡馈电网络 泄漏对消 圆极化 变极化

【摘要】：连续波雷达系统在军用和民用领域得到愈来愈广泛的应用,但是连续波雷达单天线系统最大的问题——发射信号泄漏,会大大影响接收机的灵敏度,从而降低连续波雷达性能,故解决发射信号泄漏问题成了当下该雷达系统的研究热点之一。本文基于微带无源结构,研究了两种平衡雷达前端泄漏对消结构,具体研究内容包括：第一、对基于无源对消结构的平衡雷达射频前端结构进行研究,对多种平衡结构进行泄漏对消分析,指出其优缺点。第二、在现有平衡结构的基础上提出一种圆极化平衡雷达射频前端结构,通过在原有网络中添加交叉结和移相器,使得该前端能够实现发射信号泄漏、天线反射和天线互耦的对消同时,还可以实现前端天线辐射圆极化波。最终使得圆极化平衡雷达前端收发隔离度达到50dB左右,轴比小于3dB。第三、对平衡馈电网络仿真过程中天线方向图变形和轴比变差等问题进行研究改善,通过一些措施使得整个圆极化平衡前端的轴比小于3dB,天线方向图规整。第四、在平衡雷达射频前端的基础上对其进行部分改动,提出了一种变极化平衡馈电网络结构。该结构能够实现发射信号泄漏、天线反射和部分天线互耦的对消,同时还可以通过对发射信号的控制实现主要左右旋圆极化的切换。为了弥补变极化平衡馈电结构部分天线互耦难以对消的问题,设计了缝隙耦合馈电高隔离度双极化天线,天线馈点之间隔离度达到45dB左右。最终整个变极化平衡馈电网络仿真和加工实测均实现了40dB左右的收发隔离度,同时还可以实现左／右旋圆极化以及线极化之间的切换。
【关键词】：连续波雷达 平衡馈电网络 泄漏对消 圆极化 变极化
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN957.2
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 绪论7-13
• 1.1 研究背景与意义7-8
• 1.2 国内外研究历史与现状8-11
• 1.2.1 泄漏对消8-11
• 1.2.2 圆极化微带天线11
• 1.3 论文的内容与结构安排11-13
• 2 平衡雷达射频前端网络研究13-22
• 2.1 引言13
• 2.2 泄漏对消理论与研究13-14
• 2.2.1 泄漏信号来源分析13-14
• 2.2.2 泄漏对消的思想14
• 2.3 平衡雷达射频前端结构方案14-20
• 2.4 本章小结20-22
• 3 圆极化平衡雷达射频前端结构的研究22-44
• 3.1 引言22
• 3.2 圆极化平衡馈电网络结构22-23
• 3.3 平衡馈电网络仿真与分析23-28
• 3.3.1 环形耦合器的设计仿真23-24
• 3.3.2 正交耦合器的设计仿真24-26
• 3.3.3 交叉结和移相器的设计仿真26-27
• 3.3.4 平衡馈电网络整体联合仿真分析27-28
• 3.4 圆极化天线的设计仿真28-34
• 3.4.1 旋转四元单馈贴片天线圆极化阵列28-31
• 3.4.2 两元双馈圆极化天线阵列31-32
• 3.4.3 四馈圆极化贴片天线32-34
• 3.5 圆极化平衡雷达射频前端结构的仿真与实物加工测试34-37
• 3.5.1 整体前端结构仿真分析34-35
• 3.5.2 整体结构测试分析35-37
• 3.6 圆极化平衡雷达前端网络问题与分析37-43
• 3.6.1 原平衡馈电网络仿真分析38-39
• 3.6.2 性能恶化原因研究与分析39-43
• 3.7 本章小结43-44
• 4 变极化平衡雷达射频前端的研究44-62
• 4.1 引言44-45
• 4.2 变极化平衡馈电结构的研究与分析45-49
• 4.2.1 泄漏对消功能实现与分析45-48
• 4.2.2 极化变换功能实现与分析48-49
• 4.3 变极化平衡雷达射频前端仿真与分析49-56
• 4.3.1 平衡馈电网络仿真与分析49-50
• 4.3.2 高隔离度双馈天线的设计仿真50-56
• 4.4 前端整体结构仿真与分析56-60
• 4.4.1 单端发射、单端接收时的仿真分析57-58
• 4.4.2 双端同时发射、双端同时接收时的仿真分析58-60
• 4.5 变极化平衡馈电网络的制作与测试分析60-61
• 4.6 本章小结61-62
• 5 全文总结与展望62-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-69
• 附录69

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本文编号：771651