本文關(guān)鍵詞：基于DDS的數(shù)字發(fā)射共形陣列實驗研究

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【摘要】：共形相控陣天線結(jié)合了相控陣天線和共形陣列天線的優(yōu)點,能夠?qū)崿F(xiàn)快速半空域波束掃描。本文將數(shù)字陣列與共形陣列相結(jié)合,提出了數(shù)字共形相控陣天線概念,并對該天線系統(tǒng)進(jìn)行了分析、設(shè)計、綜合、仿真和實驗研究,包括數(shù)字發(fā)射電路和12元柱面共形陣列兩大部分。在柱面共形陣列研究方面,首先完成了雙層微帶單元的設(shè)計和仿真,并對天線單元做了小型化處理。其次,用投影法對12元柱面共形相控陣進(jìn)行了分析和綜合,得到了不掃描和20°、40°掃描時的方向圖。最后,采用HFSS軟件對12元柱面共形陣列進(jìn)行了嚴(yán)格電磁仿真,仿真結(jié)果與綜合結(jié)果吻合,驗證了綜合方法的正確性。數(shù)字發(fā)射電路主要包括DDS信號產(chǎn)生模塊、頻率源模塊、功分模塊和射頻上變頻模塊四個部分。DDS信號產(chǎn)生模塊利用AD9959芯片來實現(xiàn),主要包括ARM控制器、DDS芯片、差分變單端、低通濾波器四個部分。頻率源模塊用100MHz高性能恒溫晶振作為參考頻率,采用鎖相環(huán)技術(shù)實現(xiàn)2.8GHz和500MHz微波信號輸出,相位噪聲分別達(dá)到-112.1 dBc/Hz@1KHz和-116.1 dBc/Hz@1KHz。功分模塊均是采用兩級或三級威爾金森一分二功分器級聯(lián)而成,射頻模塊由混頻器、射頻放大器、帶通濾波器、射頻數(shù)控衰減器組成。經(jīng)過校準(zhǔn)后,幅度不一致度:￡0.3dB,相位不一致度:≤3°。最后,完成了數(shù)字發(fā)射共形相控陣的實驗研究,測試了等幅同相饋電下的方向圖和-20dB低副瓣筆形波束方向圖,測試結(jié)果與HFSS軟件仿真結(jié)果進(jìn)行對比,達(dá)到較好的一致性。
【關(guān)鍵詞】：共形陣 相控陣 數(shù)字陣列 微帶天線
【學(xué)位授予單位】：國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN741;TN820
【目錄】：

• 摘要10-11
• ABSTRACT11-12
• 第一章 緒論12-17
• 1.1 研究意義12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 論文主要工作、創(chuàng)新點及章節(jié)安排15-16
• 1.4 本章小結(jié)16-17
• 第二章 共形相控陣實驗系統(tǒng)的總體設(shè)計17-22
• 2.1 傳統(tǒng)共形相控陣17-18
• 2.2 全極化數(shù)字發(fā)射共形相控陣18-19
• 2.3 共形陣列的總體設(shè)計19
• 2.4 基于DDS的數(shù)字發(fā)射電路總體設(shè)計19-21
• 2.5 本章小結(jié)21-22
• 第三章 圓柱共形陣列的設(shè)計和仿真22-52
• 3.1 單層微帶單元的設(shè)計與仿真22-28
• 3.1.1 單層微帶天線的結(jié)構(gòu)和原理22-23
• 3.1.2 單層微帶天線的設(shè)計23-24
• 3.1.3 單層貼片的仿真24-28
• 3.2 雙層微帶單元的設(shè)計與仿真28-41
• 3.2.1 雙層微帶單元的結(jié)構(gòu)與設(shè)計28-34
• 3.2.2 小型化雙極化雙層微帶單元設(shè)計34-41
• 3.3 圓柱共形陣列的分析與綜合41-49
• 3.3.1 共形陣列的分析方法41-42
• 3.3.2 圓柱共形陣列的分析42-44
• 3.3.3 共形陣列的綜合方法44-45
• 3.3.4 12元柱面共形相控陣的綜合結(jié)果45-49
• 3.4 圓柱共形陣列的電磁仿真49-50
• 3.5 本章小結(jié)50-52
• 第四章 基于DDS的數(shù)字發(fā)射電路設(shè)計52-72
• 4.1 DDS信號產(chǎn)生模塊的設(shè)計53-57
• 4.1.1 信號產(chǎn)生模塊的組成53-54
• 4.1.2 DDS模塊的設(shè)計54-55
• 4.1.3 信號產(chǎn)生模塊的測試55-57
• 4.2 本振頻率源的設(shè)計57-63
• 4.2.1 本振頻率源的組成57-58
• 4.2.2 微波鎖相源的設(shè)計58-62
• 4.2.3 本振頻率源的測試62-63
• 4.3 功分模塊的設(shè)計63-66
• 4.3.1 威爾金森功分器原理63-64
• 4.3.2 威爾金森功分器的設(shè)計64-65
• 4.3.3 功分模塊測試65-66
• 4.4 射頻變頻模塊的設(shè)計66-69
• 4.4.1 射頻變頻模塊的設(shè)計67
• 4.4.2 射頻變頻模塊的測試67-69
• 4.5 數(shù)字發(fā)射組件的集成與校準(zhǔn)69-71
• 4.5.1 多通道數(shù)字發(fā)射組件的集成69
• 4.5.2 多通道數(shù)字發(fā)射組件的校準(zhǔn)69-71
• 4.6 本章小結(jié)71-72
• 第五章 數(shù)字發(fā)射共形陣列的實驗72-79
• 5.1 共形陣列環(huán)境下的單元特性測試72-76
• 5.1.1 測量天線的S參數(shù)72-73
• 5.1.2 共形陣列環(huán)境下的單元方向圖測量73-76
• 5.2 數(shù)字發(fā)射電路共形相控陣的實驗76-78
• 5.3 本章小結(jié)78-79
• 第六章 總結(jié)與展望79-81
• 6.1 總結(jié)79-80
• 6.2 展望80-81
• 致謝81-82
• 參考文獻(xiàn)82-85
• 作者在學(xué)期間取得的學(xué)術(shù)成果85

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本文編號：780855