相控阵列天线综合宽角度扫描

发布时间：2017-09-29 23:10

  本文关键词：相控阵列天线综合宽角度扫描

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【摘要】：相控阵天线以其具有的高增益和波束扫描的特性被广泛运用在无线通信和雷达系统当中,传统的微带天线相控阵由于受到单元波束宽度及其单元间互耦的影响,主平面的扫描范围一般在-50°~50°,增益下降4-5dB。等间距的布阵方式在单元间距超过半波长时还会使得可见区内出现栅瓣,当进一步扩宽扫描角度时会出现很大的旁瓣电平,这些都制约着相控阵更广泛的应用和发展。本论文围绕着扩宽相控阵扫描角度,同时在宽角度扫描时保持低旁瓣电平这一技术难题,对稀布阵列、方向图可重构天线单元、宽波束天线单元及其在相控阵中的应用进行了研究和分析,通过引进新的布阵方式、重构天线单元方向图以及扩宽天线单元的波束范围实现相控阵列的低旁瓣宽角度扫描特性。主要内容包括:第一章为绪论。主要概述了宽角度扫描相控阵列的研究背景和意义、国内外研究现状和本文在此方面所做的工作。第二章介绍了稀布阵和可重构天线的基本原理,并在此基础上设计了一种对称加权稀布阵列,通过对称布阵和适当选取加权函数的方式进一步减小阵列的旁瓣电平,并结合可重构天线,设计出了一种具有低旁瓣宽角度扫描特性的相控阵。第三章从传统的磁偶极子出发,设计了一款方向图可重构磁偶极子天线,其工作原理类似于可重构微带八木天线,通过调整寄生贴片的电长度来控制寄生贴片的阻抗特性,从而实现方向图三种不同状态的辐射特性。并将其与稀布阵相结合,实现了主平面-70°~70°的阵列扫描范围,且始终保持低旁瓣电平较低。第四章设计了一款宽波束互补偶极子天线,此天线单元在主平面有140°的波束宽度,交叉极化低,能够很好的应用在相控阵列中。并基于此天线设计了一种低旁瓣宽角度扫描相控阵列,此阵列采用等间距布阵的方式,能够实现主平面-70°~70°的扫描范围,旁瓣电平低,增益的波动范围在3dB之内。第五章对全文进行了总结,对相控阵列的发展趋势进行了展望。
【关键词】：相控阵 宽角度扫描 可重构天线 低旁瓣电平 稀布阵 磁偶极子 互补偶极子 宽波束
【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10-17
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究历史背景与现状11-15
• 1.3 论文的主要工作及结构安排15-17
• 第二章 稀布阵和可重构天线的基本原理17-28
• 2.1 引言17
• 2.2 稀布阵基本原理17-21
• 2.2.1 非等间距稀布阵列17-19
• 2.2.2 指数间隔阵列19-20
• 2.2.3 广义升余弦加权稀布阵列20-21
• 2.3 可重构天线21-25
• 2.3.1 微波开关21-23
• 2.3.2 可重构八木微带天线基本辐射原理23-25
• 2.4 有源单元方向图基本理论25-27
• 2.5 本章小结27-28
• 第三章 对称加权稀布阵列的研究28-41
• 3.1 引言28
• 3.2 对称加权稀布阵列28-33
• 3.3 不同参数对于对称稀布阵列辐射特性的影响33-35
• 3.4 测试及分析35-40
• 3.5 本章小结40-41
• 第四章 方向图可重构磁偶极子天线及阵列研究41-57
• 4.1 引言41
• 4.2 方向图可重构磁偶极子天线单元的设计41-50
• 4.2.1 微带贴片磁偶极子41-44
• 4.2.2 方向图可重构磁偶极子单元参数分析44-45
• 4.2.3 未加偏置电路的可重构磁偶极子单元45-47
• 4.2.4 加入直流偏置的可重构磁偶极子单元47-50
• 4.3 方向图可重构磁偶极子宽角度扫描阵列的研究50-55
• 4.4 本章小结55-57
• 第五章 宽波束互补偶极子天线及阵列研究57-67
• 5.1 引言57
• 5.2 宽波束互补偶极子天线单元的研究57-59
• 5.3 宽波束互补偶极子的工作原理及测试分析59-62
• 5.3.1 互补偶极子天线工作原理及参数分析59-61
• 5.3.2 互补偶极子天线加工测试及分析61-62
• 5.4 基于宽波束互补偶极子天线的宽角度扫描阵列的研究62-65
• 5.5 本章小结65-67
• 第六章 全文总结与展望67-69
• 致谢69-70
• 参考文献70-74
• 攻读硕士学位期间取得的成果74-75

【参考文献】

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1 柏艳英;方向图可重构天线单元及其在阵列中的应用研究[D];电子科技大学;2012年

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本文编号：944752