本文關鍵詞：帶狀線結構饋電網(wǎng)絡頻掃天線設計

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【摘要】：迅速發(fā)展的空間技術及導彈技術對現(xiàn)代雷達與通信技術也提出了新的要求,其中特別要求雷達天線的波束能進行快速掃描。頻率掃描天線,顧名思義,就是一種波束指向隨工作頻率變化的天線。本論文主要設計了一種工作于X波段的頻掃天線陣列,主要研究工作如下:理論方面:首先,對頻掃天線陣列的基本理論進行了較深入的分析與研究,給出了頻掃天線陣列的基本結構參數(shù)(d,m,L,m?)及其相關計算公式;然后,結合泰勒綜合法研究分析了按三角形柵格矩形邊界排布的平面天線陣列性質,根據(jù)柵瓣抑制條件及余量設計原則確定了天線陣列單元間距;最后,著重分析研究了對頻掃天線性能起決定性作用的低損耗慢波線結構,選取了體積、質量較小、結構相對簡單的蛇形線作為頻掃陣列慢波線結構,并對微帶線、帶狀線和倒置微帶線在X波段的損耗情況進行了理論分析,最終設計出具有低損耗特性的空氣帶狀線形式的蛇形線。仿真設計方面:首先,利用HFSS電磁仿真軟件對本論文所采用的對稱振子天線進行了仿真優(yōu)化,得到了駐波、增益、波瓣寬度等性能參數(shù)較好的天線仿真模型。然后,根據(jù)計算得到的天線口徑分布,確定了用于列饋的一分十八功分網(wǎng)絡拓撲結構圖,仿真設計了17個不等功分四分支帶狀線結構定向耦合器以實現(xiàn)功率分配,并在四分支定向耦合器結構中引入低通濾波結構來改善兩輸出口間的相位偏移。考慮到實驗室計算機資源問題,將一分十八功分網(wǎng)絡拆分成一分五、一分四、一分三和一分六4個子功分網(wǎng)絡進行單獨仿真設計,然后拼接起來整體仿真優(yōu)化,最終得到的一分十八功分網(wǎng)絡在駐波、幅度、相位等性能上很好的滿足了指標要求。同時,本文還仿真設計了威爾金森功分器形式的一分四等功率分配器以滿足行饋需要。最后,仿真設計了4?18的頻掃天線陣列,通過調試優(yōu)化,最終得到的天線方向圖達到了預期的掃描角度、波瓣寬度、增益和副瓣電平等指標要求。加工測試:把仿真設計的器件加工制作并進行相關實測,實測結果從整體上基本滿足設計指標,證明了本論文所設計的頻掃天線陣列在實際應用中的可行性。
【關鍵詞】：頻掃天線 三角形分布 泰勒綜合 四分支帶狀線結構 一分十八
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN820
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 課題研究背景與意義10-11
• 1.2 國內外發(fā)展現(xiàn)狀11-13
• 1.3 設計指標要求13
• 1.4 論文主要工作與內容安排13-15
• 第二章 頻掃天線陣列理論與低損耗慢波線研究15-34
• 2.1 頻掃天線基本工作原理15-18
• 2.1.1 頻率掃描天線基本結構參數(shù)16-17
• 2.1.2 頻掃天線的基本參數(shù)計算式17-18
• 2.2 陣列天線基本理論18-24
• 2.2.1 相控陣天線掃描方向圖19-22
• 2.2.2 按三角形柵格布局的陣列天線特性22-24
• 2.3 泰勒綜合法24-28
• 2.3.1 泰勒綜合的基本原理24-26
• 2.3.2 泰勒綜合結果26-28
• 2.4 低損耗慢波線的研究28-33
• 2.4.1 慢波線基本結構28-30
• 2.4.2 常用傳輸線損耗情況比較30-33
• 2.4.3 傳輸線間的互耦分析33
• 2.5 本章小結33-34
• 第三章 單元天線與饋電網(wǎng)絡結構34-49
• 3.1 對稱振子天線結構與性能分析34-36
• 3.2 帶狀線傳輸線理論分析36-37
• 3.3 功分器與低通濾波結構基本原理37-48
• 3.3.1 威爾金森功分器38-42
• 3.3.2 四分支帶狀線結構定向耦合器42-45
• 3.3.3 相位偏移原理與低通濾波結構的引入45-48
• 3.4 本章小結48-49
• 第四章 帶狀線結構功分網(wǎng)絡及陣列的仿真設計49-69
• 4.1 帶狀線結構功分網(wǎng)絡結構設計49
• 4.2 功分器的仿真與設計49-55
• 4.3 饋電網(wǎng)絡仿真設計55-65
• 4.3.1 一分十八功分網(wǎng)絡四個子功分網(wǎng)絡的仿真55-59
• 4.3.2 一分十八功分網(wǎng)絡整體仿真59-63
• 4.3.3 一分四的等分功分器仿真63-65
• 4.4 平面陣列天線的仿真65-68
• 4.5 本章小結68-69
• 第五章 實物加工與誤差分析69-74
• 5.1 頻掃天線和功分網(wǎng)絡實物圖69
• 5.2 功分網(wǎng)絡測試結果69-71
• 5.2.1 輸入.駐波測試69-70
• 5.2.2 輸出. S參數(shù)與相位測量70-71
• 5.3 頻掃陣列方向圖測試結果分析71-73
• 5.4 本章小結73-74
• 第六章 總結74-76
• 致謝76-77
• 參考文獻77-79
• 攻碩期間取得的研究成果79-80

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 黃彩華;頻掃天線慢波線的幅相誤差對天線方向圖影響的分析[J];雷達與對抗;2000年04期

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本文編號：1135270