現(xiàn)代雷達(dá)系統(tǒng)要求探測(cè)波束有窄的主瓣寬度,低的副瓣,并可以在寬的工作帶寬內(nèi)跳頻工作,以減小雷達(dá)被敵對(duì)勢(shì)力探測(cè)和干擾的概率,所以設(shè)計(jì)一款窄波瓣、低副瓣、寬帶可跳頻工作的陣列十分必要。天線要實(shí)現(xiàn)跳頻工作,損耗較小的串饋饋電方式就不再適用,需要設(shè)計(jì)出合適的并饋形式的功分網(wǎng)絡(luò)。為了避免天線在寬角掃描時(shí)的增益下降,需要設(shè)計(jì)寬角覆蓋的陣列單元。本文主要研究了寬帶低副瓣的并饋功分網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)工作,并在此基礎(chǔ)上完成了一個(gè)X波段1?16的寬帶寬角覆蓋低副瓣陣列天線的設(shè)計(jì)。所設(shè)計(jì)陣列的副瓣電平小于-20dB,H面波瓣寬度要達(dá)到了120~o,工作帶寬達(dá)到了2GHz(8.6-10.6GHz)。本文所完成的工作主要有:1.完成了功分網(wǎng)絡(luò)中需要用到的功分器的設(shè)計(jì)。選用了功率容量較大的標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)設(shè)計(jì)波導(dǎo)ET分支。選用了脊波導(dǎo)設(shè)計(jì)波導(dǎo)耦合器,使波導(dǎo)耦合器的工作帶寬能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求。對(duì)脊波導(dǎo)的窄邊進(jìn)行了壓縮、選用口徑大的方形孔、進(jìn)行非脊區(qū)雙排排布來(lái)增大耦合度,減小波導(dǎo)耦合器的長(zhǎng)度。利用波導(dǎo)設(shè)計(jì)功分器減小了功分網(wǎng)絡(luò)的損耗。選用了隔離度較好的分支線耦合器作為微帶功分器,減小陣元之間的相互影響。利用損耗較小帶狀線設(shè)計(jì)分支線耦合器,減小微帶功分網(wǎng)絡(luò)的損耗。2.完成了對(duì)陣元天線的設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)了雙面的vivaldi天線作為天線單元。該設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了將天線單元和功分網(wǎng)絡(luò)放在同一塊基板上進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)。雙面設(shè)計(jì)以及帶狀線饋電還減小了單元間的互耦效應(yīng)。設(shè)計(jì)了高截止頻率天線單元,使天線單元在設(shè)計(jì)頻段內(nèi)的H面波瓣寬度達(dá)到120~o。對(duì)陣列間距進(jìn)行了設(shè)計(jì)�？紤]了耦合對(duì)單元方向圖的影響,通過(guò)對(duì)陣列間距的優(yōu)化使天線單元在陣列中能夠保持寬角覆蓋,從而得到了寬角覆蓋陣列的陣元間距。3.選用了經(jīng)典的泰勒綜合法來(lái)對(duì)陣列進(jìn)行綜合,利用MATLAB語(yǔ)言進(jìn)行編程算出了陣列的功率分布。將所得的功率分布直接帶入陣列方向圖函數(shù)和給設(shè)計(jì)的陣列饋電,驗(yàn)證了所編寫(xiě)程序的準(zhǔn)確性。4.完成了對(duì)整個(gè)功分網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì),為了實(shí)現(xiàn)寬帶同相輸出,選用了并聯(lián)結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì)功分網(wǎng)絡(luò)。為各級(jí)功分器的連接設(shè)計(jì)了標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)-脊波導(dǎo)過(guò)渡、扭波導(dǎo)、相位補(bǔ)償結(jié)構(gòu)和脊波導(dǎo)-帶狀線轉(zhuǎn)換等連接器件。對(duì)功分網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了分塊的仿真,將功率分配結(jié)果帶入到了所設(shè)計(jì)陣列中,對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證。
【學(xué)位單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：TN957.2
【部分圖文】：

為了實(shí)現(xiàn)任意主瓣位置的方向圖的綜合，能的提升和學(xué)科的交叉發(fā)展，到了上個(gè)世紀(jì)的他學(xué)科的基于概率學(xué)的優(yōu)化算法。這包括了借鑒，借鑒物理學(xué)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的粒子群算法、退火算法基于概率學(xué)的算法都是通過(guò)有限次的迭代，選優(yōu)絡(luò)研究現(xiàn)狀能直接決定著陣列的工作性能，所以陣列的設(shè)計(jì)的對(duì)陣列的饋電方式主要有串聯(lián)饋電和并聯(lián)饋對(duì)簡(jiǎn)單，在用于對(duì)陣列進(jìn)行饋電時(shí)，其所用饋電占空間大小，使天線陣的體積、質(zhì)量減小。同時(shí)的損耗不能忽略，所以饋電線長(zhǎng)度的減小有利于李得東、徐良就利用串聯(lián)饋電方式設(shè)計(jì)了一個(gè)1圖 1.1 所示。

圖 1.2 16 16波導(dǎo)并饋功分網(wǎng)絡(luò)由各級(jí)功率分配器件構(gòu)成。在這些功分器件中，在 20 世紀(jì) 60 年代，Ernest J. Wilkinson 等首次提數(shù)十年的發(fā)展改進(jìn)，已經(jīng)演化出來(lái)各種各樣的威完善。例如 ANTSOS D，CRIST R 和 SUKAM當(dāng) Wilkinson 功分器的工作頻率較高時(shí)，制作器阻的存在，使得 Wilkinson 功分器的兩個(gè)功分支況下，可以去掉隔離電阻，但是在進(jìn)行不等分的，不能被去掉，但是由于分支間的互耦效應(yīng)很強(qiáng)度下降，端口間的相互影響增大使功分器的功分 波段性能優(yōu)異的新型 Wilkinson 功分器。但是，的功分網(wǎng)絡(luò)的傳輸線長(zhǎng)度會(huì)很長(zhǎng)，而微帶傳輸線分網(wǎng)絡(luò)的損耗比較大，所以不適合太高頻段的代，Stanford Research Institute 的 S. B. Cohn，G

圖 3.4 定向耦合器結(jié)構(gòu)圖3.2.1 定向耦合器的技術(shù)指標(biāo)（1）耦合度 C耦合度是指耦合器輸入端的輸入功率與耦合端的輸出功率之比的分貝值,設(shè)輸入功率為1P ，耦合輸出功率為3P ，則耦合度可以定義為[20]123 31110lg 10lg| |PCP S （3-3）耦合度的大小體現(xiàn)了耦合器耦合能力的強(qiáng)弱。當(dāng)輸入功率 一定時(shí),耦合輸出端輸出功率 越大,耦合度C越小, 耦合輸出端輸出功率 越小, 耦合度C越大[21]。（2）隔離度 D隔離度是指耦合器輸入端的輸入功率與隔離端的輸出功率之比的分貝值,設(shè)輸入功率為 ，隔離端輸出功率為4P ，則隔離度可以定義為11P

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2828438