【摘要】：現(xiàn)代軍事裝備的快速發(fā)展,對雷達系統(tǒng)的要求也越來越高。大帶寬、大掃描角相控陣雷達日益成為雷達系統(tǒng)發(fā)展的重要方向。相控陣天線作為相控陣雷達的重要組成部分,也要求其具備寬頻帶及寬角掃描的特性。緊耦合陣列天線利用單元之間的互耦效應(yīng)來擴寬帶寬,同時又具備良好的掃描性能,是近年來相控陣天線的研究熱點。本文主要對寬帶寬角掃描緊耦合相控陣進行了研究和分析,主要研究內(nèi)容如下:(1)提出了兩款應(yīng)用于緊耦合陣列的非對稱偶極子天線單元。首先利用相鄰單元之間緊密的交指型耦合結(jié)構(gòu)產(chǎn)生強烈的耦合電容,以抵消反射地板帶來的電感效應(yīng),實現(xiàn)緊耦合天線的寬帶特性。其次為偶極子結(jié)構(gòu)設(shè)計了低剖面漸變式微帶巴倫,實現(xiàn)了從不平衡饋電結(jié)構(gòu)到平衡饋電結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換,并利用漸變結(jié)構(gòu)實現(xiàn)阻抗匹配。最后,通過加載寬角匹配層和電阻型頻率選擇表面進一步擴寬天線帶寬。研究結(jié)果表明,“樹杈”形單元天線在七倍頻程(2-14GHz)內(nèi)E面掃描范圍達到±75°,H面掃描范圍達到±45°�！皥A環(huán)”形單元天線通過加載了兩層電阻型頻率選擇表面,改善了天線在H面的阻抗特性,進一步降低了天線掃描時的駐波比,在工作帶寬(2-14GHz)內(nèi)E面掃描范圍達到±75°,H面掃描范圍達到±60°。(2)采用所設(shè)計的兩款天線單元組陣。首先,對半無限周期陣列進行研究和分析,采用在陣列邊緣加載阻性負載的方式,有效改善了有限陣列的邊緣截斷效應(yīng)。其次,在此基礎(chǔ)上設(shè)計了8×8的有限陣列,仿真驗證了緊耦合陣列天線良好的阻抗帶寬和掃描性能,在七倍頻程(2-14GHz)內(nèi)E面掃描范圍達到±75°,H面掃描范圍達到±60°,并對實現(xiàn)天線方向圖低副瓣的幾種方法進行了對比分析,使陣列天線獲得了較低的副瓣電平。最后為“樹杈”形緊耦合陣列設(shè)計了寬帶饋電網(wǎng)絡(luò),完善了整個陣列結(jié)構(gòu)。
【圖文】：

兔耳型相控陣天線

圖 1.2 Harris 公司設(shè)計的第一個緊耦合陣列陣列口徑的利用率，需要在相同面積排列更多陣元，還可以采用其他形式的陣元，如寬帶單于互耦效應(yīng)的平面圓極化交織螺旋陣列（ISP陣元，如圖 1.3 所示，相鄰陣元的天線臂相互螺旋天線自身便是一個寬帶單元，具有非頻變 10:1，，相比于之前的結(jié)構(gòu)得到了極大的提升，
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN820

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本文編號：2627697