【摘要】：傳統(tǒng)的相控陣天線由于受到陣元間互耦以及天線單元方向圖輻射范圍有限兩個方面的限制,其陣列波束掃描范圍較窄,遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到現(xiàn)代科技應(yīng)用的需要。方向圖可重構(gòu)天線由于具備輻射波束可調(diào)的特性受到國內(nèi)外研究人員的青睞,并成為解決相控陣大角度掃描的一種十分有效的方法。本論文對方向圖可重構(gòu)天線單元及其在相控陣中的應(yīng)用進(jìn)行研究,主要內(nèi)容包括:第一章概述了方向圖可重構(gòu)天線及其陣列的研究背景和意義、國內(nèi)外研究歷史與現(xiàn)狀,并說明了本文的主要工作。第二章介紹了方向圖可重構(gòu)天線及其相控陣的基本原理,包括微波開關(guān)、微帶天線、八木天線及陣列天線的相關(guān)理論,并介紹了采用有源單元方向圖方法對線性相控陣進(jìn)行方向圖綜合。第三章提出了一種變?nèi)荻䴓O管加載的方向圖可重構(gòu)微帶八木天線單元。兩個寄生振子上分別加載兩個變?nèi)荻䴓O管,通過調(diào)節(jié)變?nèi)荻䴓O管的容抗值,寄生振子可以成為反射器或者引向器,從而微帶八木天線可實現(xiàn)方向圖重構(gòu)�；趩握褡蛹虞d模型討論了振子電抗隨所加載變?nèi)荻䴓O管容抗值的變化情況,得到了使微帶八木天線的寄生振子成為反射器或者引向器的容抗值的取值范圍,并詳細(xì)討論了微帶八木天線在H面的輻射方向圖與加載容抗值之間的變化關(guān)系。第四章將變?nèi)荻䴓O管加載的方向圖可重構(gòu)微帶八木天線作為陣列單元,構(gòu)成了方向圖可重構(gòu)微帶八木天線陣列。討論了陣元間距以及變?nèi)荻䴓O管的容抗值對陣列單元的反射系數(shù)以及有源單元方向圖的影響。加工并測試了一個五單元線性陣列的掃描方向圖,測試結(jié)果表明,陣列方向圖可實現(xiàn)從 70°到+70°的掃描,且增益波動小于2 dB。與傳統(tǒng)相控陣相比,本文提出的方向圖可重構(gòu)微帶八木天線陣列實現(xiàn)了相控陣的大角度掃描、低增益波動特性。第五章對方向圖可重構(gòu)縫隙陣列進(jìn)行初步研究,實現(xiàn)了從 60°到+60°的陣列掃描范圍,獲得了垂直極化的大角度掃描方向圖。與水平極化的陣列天線相比,該方向圖可重構(gòu)縫隙陣列在地平面?zhèn)鞑r可獲得更小的衰減。第六章總結(jié)全文工作,提出改進(jìn)方向。
[Abstract]:Due to the limitation of mutual coupling between array elements and the limited radiation range of antenna element pattern, the array beam scanning range of traditional phased array antenna is very narrow, which is far from the requirement of modern science and technology application. The pattern reconfigurable antenna has been favored by researchers at home and abroad because of its adjustable radiation beam, and it has become a very effective method to solve the large angle scanning of phased array. The main contents of this thesis are as follows: in chapter 1, the background and significance of the research on directional reconfigurable antenna and its array are summarized, and the research history and present situation at home and abroad are also discussed. The main work of this paper is explained. In the second chapter, the basic principles of the pattern reconfigurable antenna and its phased array are introduced, including the theory of microwave switch, microstrip antenna, Uagi antenna and array antenna. The pattern synthesis of linear phased array using active cell pattern method is also introduced in this paper. In chapter 3, a reconfigurable microstrip octree antenna element loaded with varactor diode is proposed. Two varactor diodes are loaded on the two parasitic oscillators respectively. By adjusting the capacitance value of the varactor diodes, the parasitic oscillator can be used as a reflector or a guide, thus the microstrip octree antenna can be used to reconstruct the pattern. Based on the loading model of a single oscillator, the variation of the reactance of the oscillator with the capacitance value of the loaded variable capacitance diode is discussed. The range of the capacitance value of the parasitic oscillator of the microstrip Uagi antenna as a reflector or a guide is obtained, which makes the parasitic oscillator of the microstrip Uagi antenna become a reflector or a deflector. The relationship between the radiation pattern of the microstrip Uagi antenna on the H plane and the load capacity reactance is discussed in detail. In chapter 4, the pattern reconfigurable microstrip octree antenna loaded by varactor diode is used as the array element, and the pattern reconfigurable microstrip octree antenna array is constructed. The effects of array element spacing and capacitive value of varactor diode on the reflection coefficient of array element and the pattern of active cell are discussed. The scanning pattern of a five-unit linear array is processed and tested. The test results show that the array pattern can be scanned from 70 擄to 70 擄, and the gain fluctuation is less than 2 dB.. Compared with the traditional phased array, the proposed pattern reconfigurable microstrip octree antenna array realizes the large angle scanning and low gain fluctuation characteristics of the phased array. In chapter 5, the scan range from 60 擄to 60 擄is realized, and the vertical polarization scanning pattern with large angle is obtained through a preliminary study on the reconfigurable slot array of the square pattern. Compared with the horizontally polarized array antenna, the reconfigurable slot array can obtain less attenuation when it propagates in the ground plane. The sixth chapter summarizes the full text of the work, puts forward the direction of improvement.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN820

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