【摘要】：掃描天線是一種被廣泛應用的雷達天線。傳統(tǒng)的波束掃描依靠機械系統(tǒng)驅(qū)動,造成穩(wěn)定性差、波束成形速度慢等問題。波束電掃描技術的出現(xiàn)解決了這些問題,因此受到了廣泛關注。電掃描天線中的頻率掃描天線是一種根據(jù)頻率變化實現(xiàn)波束掃描的掃描天線,多采用慢波線結(jié)構,結(jié)構簡單、性價比高,成為民用掃描天線的首選。頻掃天線的設計通常選用波導縫隙陣列結(jié)構,該結(jié)構具有剖面低、成本低、體積小等優(yōu)點。本文采用了SIW結(jié)構,更方便加工生產(chǎn)。但是由于該技術需要天線具有較寬的工作頻帶,以提供較大的頻率變化范圍。而傳統(tǒng)的矩形縫隙天線帶寬較窄,波束掃描領域中的應用受到了限制。因此本文針對拓寬天線帶寬進行了優(yōu)化仿真。本文設計了兩種工作于Ka波段的基于SIW縫隙陣列頻掃天線,分別為駐波天線和行波天線。兩種天線均采用了橢圓形的縫隙結(jié)構,因為這種漸變形狀的縫隙具有較寬的帶寬,因此擴大了波束的掃描范圍。本文在軟件中對天線進行仿真,得到了天線的波束掃描性能。文中給出了較為詳細的仿真結(jié)果。隨著頻率改變,兩種天線均實現(xiàn)了波束掃描的功能。所設計的駐波天線具有超過13 d Bi的增益,實現(xiàn)了25°范圍的掃描角度。所設計的行波天線的相對帶寬達到23%,并且掃描角度很寬,掃描角度范圍是-40°~40°。最后,對所設計的行波式頻掃天線進行實物制作,并使用信號發(fā)生器與頻譜分析儀測試該天線。天線實物的測試結(jié)果與仿真結(jié)果相比,誤差控制在合理范圍內(nèi)。測試結(jié)果表明該天線具有明顯的波束掃描功能,進一步驗證了仿真結(jié)果的正確性。該天線可用于毫米波成像掃描系統(tǒng)。
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【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN957.2

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本文編號：2469698