本文關鍵詞：相控陣無源饋電網(wǎng)絡系統(tǒng)設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：相控陣天線由于其優(yōu)越的電掃描特性在近期發(fā)展迅速，這種特性是相控陣雷達的一項突出優(yōu)勢，它可以突破非相控陣雷達機械掃描時的速度限制。如果要使相控陣天線擁有優(yōu)異的性能，不僅要有性能指標好的輻射單元，能跟其相匹配的饋電網(wǎng)絡也是不可或缺的。為了能精確控制相控陣天線，就要求其配套的饋電網(wǎng)絡必須性能更加出色。本文提出了一套完整的無源饋電網(wǎng)絡系統(tǒng)的設計方案，可以實現(xiàn)相控陣天線的基本測試。系統(tǒng)覆蓋了從射頻硬件電路、控制電路、后端算法到前端控制界面，，使得整套系統(tǒng)可以既簡便又靈活地對相控陣天線進行控制。 本文首先對相控陣天線及其饋電網(wǎng)絡的發(fā)展情況做了簡單的介紹，簡單闡述了本文所介紹的系統(tǒng)設計的優(yōu)越性和意義。然后對無源饋電網(wǎng)絡的核心部件－數(shù)字移相器和數(shù)字衰減器的原理進行了詳細的介紹。 然后，本文分兩個部分闡述了所設計的系統(tǒng)： 第一部分為硬件電路部分，分別包括了無源饋電單元的射頻電路和饋電網(wǎng)絡的控制電路的設計。首先根據(jù)設計要求選擇了該系統(tǒng)的設計方案以及各硬件電路的具體實施方案，然后根據(jù)所選方案進行實物電路的設計并完成控制器內(nèi)部軟件算法，最后對所制作出的實物電路進行測試，并對測試結果進行分析。 第二部分為系統(tǒng)軟件部分，前面先從量化誤差對陣列天線的影響進行分析，然后介紹了以遺傳算法為核心算法的量化優(yōu)化方法與無源饋電單元所產(chǎn)生相位誤差的補償算法。最后介紹了PC端控制軟件的控制邏輯，并簡單介紹了遺傳算法與控制軟件的聯(lián)動過程。 最后，對本文設計的小型系統(tǒng)進行總結，提出優(yōu)點及缺點并提供方案進行修正。同時給出了現(xiàn)階段得到的結論和對今后研究方向的一些設想。
【關鍵詞】：數(shù)控移相器 數(shù)控衰減器 饋電網(wǎng)絡 遺傳算法
【學位授予單位】：北京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN821.8
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-14
• 1.1 研究背景和意義10
• 1.2 饋電網(wǎng)絡概述10-12
• 1.2.1 無源相控陣饋電網(wǎng)絡10-11
• 1.2.2 有源相控陣饋電網(wǎng)絡11-12
• 1.2.3 有源與無源饋電網(wǎng)絡對比12
• 1.3 本文主要內(nèi)容和結構12-14
• 第二章 無源饋電網(wǎng)絡核心器件原理14-30
• 2.1 數(shù)控移相器14-21
• 2.1.1 移相器的相移定義14-15
• 2.1.2 移相器主要性能指標15-17
• 2.1.3 傳輸式移相器分類17-21
• 2.2 數(shù)控衰減器21-30
• 2.2.1 衰減器的衰減定義21-23
• 2.2.2 衰減器主要性能指標23-24
• 2.2.3 衰減器的拓撲結構24-30
• 第三章 無源饋電電路設計30-53
• 3.1 方案選擇30-34
• 3.1.1 系統(tǒng)方案選擇30-31
• 3.1.2 射頻電路方案選擇31-32
• 3.1.3 控制電路方案選擇32-34
• 3.2 電路設計34-43
• 3.2.1 射頻電路設計34-36
• 3.2.2 控制電路設計36-43
• 3.3 控制器內(nèi)軟件與算法43-48
• 3.3.1 IAR Embedded Workbench 開發(fā)環(huán)境介紹43
• 3.3.2 軟件程序主流程圖43-44
• 3.3.3 系統(tǒng)初始化程序設計44-46
• 3.3.4 上位機與下位機通訊協(xié)議46-48
• 3.4 測試結果與分析48-53
• 3.4.1 測試結果48-50
• 3.4.2 測試結果分析50-53
• 第四章 終端邏輯算法及誤差優(yōu)化53-70
• 4.1 幅度和相位量化誤差分析53-54
• 4.1.1 數(shù)字衰減器和數(shù)字移相器的量化誤差53-54
• 4.1.2 相位位移和幅度衰減的量化偏差統(tǒng)計54
• 4.2 量化幅度相位誤差對陣列天線方向圖的影響54-58
• 4.2.1 數(shù)控移相器和數(shù)控衰減器的位數(shù)選擇產(chǎn)生誤差影響54-56
• 4.2.2 量化幅度相位誤差對饋源方向圖影響56-58
• 4.3 饋電網(wǎng)絡量化幅度相位優(yōu)化58-62
• 4.3.1 遺傳算法中的基本概念58-59
• 4.3.2 遺傳算法原理59
• 4.3.3 基于遺傳算法對量化幅度相位進行誤差優(yōu)化59-62
• 4.4 衰減器相位誤差補償62-66
• 4.5 控制系統(tǒng)軟件邏輯設計66-70
• 4.5.1 Matlab 輸出優(yōu)化結果66-68
• 4.5.2 Visual Studio 軟件編寫68-70
• 第五章 總結70-72
• 5.1 本文的主要貢獻和創(chuàng)新70
• 5.2 下一步工作的展望70-72
• 參考文獻72-75
• 攻讀學位期間發(fā)表論文與研究成果清單75-76
• 致謝76

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 喬明昌;王宗成;;X波段4位數(shù)控移相器MMIC研究[J];半導體技術;2010年08期

2 李芹;王志功;李偉;章曉麗;;6～18GHz四位數(shù)控移相器單片集成電路的設計[J];固體電子學研究與進展;2008年02期

3 潘曉楓;沈亞;洪偉;;15～17GHz高精度單片數(shù)控移相器的研制[J];固體電子學研究與進展;2010年01期

4 趙霞;潘曉楓;孫玢;黃念寧;;金屬陶瓷貼片封裝的S波段六位數(shù)控移相器[J];固體電子學研究與進展;2011年06期

5 齊步坤;;數(shù)字式移相器電路研究[J];電子世界;2013年05期

6 楊勝華;彭祥龍;李一民;;一種毫米波二維電掃有源相控陣雷達[J];電訊技術;2012年05期

7 張光義;有源相控陣雷達與無源相控陣雷達的功率比較[J];現(xiàn)代雷達;2000年04期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 何俊;相控陣饋電網(wǎng)絡中的無源器件研究[D];電子科技大學;2009年

2 吳建新;機載相控陣雷達STAP及目標參數(shù)估計方法研究[D];西安電子科技大學;2009年

  本文關鍵詞：相控陣無源饋電網(wǎng)絡系統(tǒng)設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：314041