本文關鍵詞：移相器的小型化及超寬帶技術的研究

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【摘要】：相控陣雷達因響應速度快、波束便于控制等特點,近年來得到了快速的發(fā)展。本文針對相控陣系統(tǒng)中的重要組成部分——移相器,在其小型化和增加帶寬兩方面進行了研究。為了降低天線單元間的互耦并且抑制天線陣列副瓣及柵瓣,相控陣中的天線單元的間隔通常介于工作頻點的自由空間半波長與一個波長之間。若采用的移相器尺寸大于該間隔,就難以在天線單元間布排饋電網(wǎng)絡,因此實現(xiàn)移相器的小型化極具工程意義。另外,由于傳輸線固有特性,基于傳輸線結構的無源移相器的相對帶寬一般很難超過10%,這限制了雷達的寬帶應用。因此,開展寬帶移相器的研究,同樣具有很重要的意義。本文分為三部分,第一部分為簡介,包括第一、二章。其中第一章對相控陣和移相器的原理及國內外研究進展進行了介紹。第二章中介紹了電控移相器的分類并對電控開關進行了調研。第二部分為移相器的小型化研究,包括第三、四章。在第三章中分析了慢波線的基本原理和等效電路,并提出了利用慢波線、彎折線、小型化控制電路實現(xiàn)移相器小型化的方法�；诘谌轮械姆椒�,第四章中設計了一個L波段四位數(shù)字移相器。該移相器尺寸為30mm×80mm×17mm,在0.99GHz～1.13GHz的工作頻帶內回波損耗低于-14dB,插入損耗低于2.4dB,移相誤差在±5%以內。第三部分為文章的第五章,內容為移相器的超寬帶技術研究。首先,分析了基于加載枝節(jié)結構的超寬帶移相器,并基于等效電路提出了一種快速設計方法。然后,基于該方法設計了在2.5GHz-6GHz頻段內相位誤差不大于±4.5%的90°超寬帶固定移相器。最后,基于同樣原理以及枝節(jié)彎折的方法,進一步設計了一L波段90°超寬帶小型化可變移相單元。該移相單元尺寸為25mmx50mm,在0.62GHz-1.25GHz的頻帶內,回波損耗小于-1OdB,插入損耗小于0.7dB,相位誤差小于±5%,同時實現(xiàn)了可變移相器的小型化和超寬帶特性。
【關鍵詞】：移相器 小型化 慢波線 超寬帶 控制電路
【學位授予單位】：中國科學技術大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN623;TN925
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-13
• 第1章 緒論13-27
• 1.1 相控陣基本原理及移相器13-15
• 1.2 小型化移相器和超寬帶移相器的研究意義15-16
• 1.3 國內外移相器的研究進展16-25
• 1.3.1 小型化移相器的國內外研究進展16-19
• 1.3.2 超寬帶移相器的國內外研究進展19-25
• 1.4 文章創(chuàng)新點及論文結構25-27
• 1.4.1 文章創(chuàng)新點25-26
• 1.4.2 論文結構26-27
• 第2章 電控移相器27-33
• 2.1 常見電控移相結構及工作原理27-30
• 2.1.1 鐵氧體波導移相器27-28
• 2.1.2 平面?zhèn)鬏斁�移相器28-29
• 2.1.3 有源移相器29-30
• 2.2 電控移相器開關30-32
• 2.3 小結32-33
• 第3章 數(shù)字移相器小型化設計33-45
• 3.1 利用慢波線實現(xiàn)小型化方法33-37
• 3.2 開關的選取及偏置電路小型化方法37-41
• 3.2.1 PIN二極管開關等效電路37-39
• 3.2.2 偏置電路小型化方法39-41
• 3.3 傳輸線彎折的小型化方法41-43
• 3.4 小結43-45
• 第4章 L波段小型化四位移相器的設計、仿真和測試45-59
• 4.1 指標要求45
• 4.2 加載線型移相器45-51
• 4.2.1 加載線型移相器的原理45-47
• 4.2.2 改進型加載線移相器原理47-48
• 4.2.3 小角度加載線移相器改進設計方法48-51
• 4.3 設計及仿真結果51-53
• 4.4 控制電路設計53-56
• 4.5 整體加工、測試結果56-57
• 4.6 小結57-59
• 第5章 加載式超寬帶移相器原理及設計59-71
• 5.1 移相器超寬帶的定義59-60
• 5.2 枝節(jié)加載結構的研究60-65
• 5.2.1 單加載枝節(jié)結構的研究60-62
• 5.2.2 雙加載枝節(jié)結構的研究62-64
• 5.2.3 設計方法驗證64-65
• 5.3 新型加載枝節(jié)設計方法65-68
• 5.4 超寬帶移相器的設計與測試68-70
• 5.4.1 固定超寬帶移相器的設計與測試結果68
• 5.4.2 可變超寬帶移相器的設計與仿真結果68-70
• 5.5 小結70-71
• 第6章 總結與展望71-73
• 參考文獻73-77
• 致謝77-79
• 在讀期間發(fā)表的學術論文與取得的其他研究成果79

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本文編號：1056276