相比于機械掃描天線,相控陣天線具有掃描速度快、通信鏈路建立時間短以及可實現(xiàn)多目標跟蹤等諸多優(yōu)勢。然而,相控陣天線由于需要裝配大量的TR組件而造價昂貴,以至于只能小規(guī)模應用而無法大范圍普及。近年來,液晶全息電控掃描天線作為相控陣天線的低成本替代技術在國內(nèi)外備受關注。作為一項全新的電控掃描天線技術,液晶全息電控掃描天線無論是工作原理還是調(diào)控方式都與傳統(tǒng)天線差異巨大。與此同時,該項技術目前只有美國掌握,因為涉及到巨大的商業(yè)利益,相關的公開資料非常稀少。本論文從上述問題出發(fā),針對液晶全息電控掃描天線的工作機理與設計方法展開研究,通過利用液晶材料的電調(diào)控特性以及結(jié)合全息波束控制算法,提出了兩種基于液晶的全息電控掃描天線設計方法,并通過全波電磁仿真驗證了設計方法的正確性。在論文中,我們首先對現(xiàn)有液晶全息電控掃描天線的波束控制算法進行了改進,研究結(jié)果表明,改進后的算法具有更高的指向精度,并可有效提高液晶全息電控掃描天線的波束掃描范圍。若原算法恰好指向預計輻射方向,則兩種算法相同,若原算法有指向誤差,則改進后的算法可以提升1°～3°的指向精度;利用原算法波束掃描范圍為-55°～45°,利用改進后的算法... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

相控陣列天線工作原理示意圖[3]

第2章液晶全息電控掃描天線基本原理與波控算法改進-2-性能高的可波束賦形天線，在通信系統(tǒng)和雷達系統(tǒng)中被廣泛地應用[4]。但是，大量的發(fā)射/接收組件（T/R組件）的存在，使得相控陣列天線的成本相當高昂，同時體積也相對較大，很難滿足第五代移動通信系統(tǒng)、低軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)等現(xiàn)代民用通信系統(tǒng)對于天線所要求的低成本和低剖面。反射陣列天線是一種需要在空中饋入電磁波的可波束賦形天線，通常由可以在反射電磁波的過程中實現(xiàn)相位調(diào)節(jié)的平面反射陣列和位于反射陣列一側(cè)的空饋喇叭天線組成，如圖1-2所示[5]。在反射陣列天線工作的時候，當空饋喇叭以不同的方式照射反射陣列平面的時候，反射陣列平面上的每個單元的反射電磁波的相位也會隨著改變，反射電磁波在所需要的輻射方向上產(chǎn)生有效的疊加，從而實現(xiàn)波束賦形，如圖1-3所示[6]。圖1-2某反射陣列天線實物圖[5]圖1-3反射陣列天線的工作方式解析[6]

第2章液晶全息電控掃描天線基本原理與波控算法改進-2-性能高的可波束賦形天線，在通信系統(tǒng)和雷達系統(tǒng)中被廣泛地應用[4]。但是，大量的發(fā)射/接收組件（T/R組件）的存在，使得相控陣列天線的成本相當高昂，同時體積也相對較大，很難滿足第五代移動通信系統(tǒng)、低軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)等現(xiàn)代民用通信系統(tǒng)對于天線所要求的低成本和低剖面。反射陣列天線是一種需要在空中饋入電磁波的可波束賦形天線，通常由可以在反射電磁波的過程中實現(xiàn)相位調(diào)節(jié)的平面反射陣列和位于反射陣列一側(cè)的空饋喇叭天線組成，如圖1-2所示[5]。在反射陣列天線工作的時候，當空饋喇叭以不同的方式照射反射陣列平面的時候，反射陣列平面上的每個單元的反射電磁波的相位也會隨著改變，反射電磁波在所需要的輻射方向上產(chǎn)生有效的疊加，從而實現(xiàn)波束賦形，如圖1-3所示[6]。圖1-2某反射陣列天線實物圖[5]圖1-3反射陣列天線的工作方式解析[6]

【參考文獻】：
期刊論文
[1]國外相控陣雷達發(fā)展綜述[J]. 王震.  科技與企業(yè). 2015(14)

博士論文
[1]平面反射陣天線的優(yōu)化設計和誤差分析[D]. 劉洋.中國科學院大學(中國科學院國家空間科學中心) 2019
[2]平面緊湊型多功能相控陣天線陣面關鍵技術研究[D]. 丁卓富.電子科技大學 2018
[3]基于梯度折射率器件的波束掃描陣列研究[D]. 李迎.中國科學技術大學 2016
[4]相位非連續(xù)人工電磁表面電磁波調(diào)控研究[D]. 丁旭旻.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[5]毫米波平面反射陣與透鏡天線的研究[D]. 江梅.東南大學 2015
[6]多波束透鏡天線理論與應用技術研究[D]. 黃明.電子科技大學 2014

碩士論文
[1]基于幅度加權(quán)的電控掃描天線波束控制方法研究[D]. 程艷敏.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[2]液晶電控掃描漏波天線的研究[D]. 劉曉昕.哈爾濱工業(yè)大學 2015



本文編號：3035090