發(fā)布時(shí)間：2021-02-15 15:28

　　相比于機(jī)械掃描天線,相控陣天線具有掃描速度快、通信鏈路建立時(shí)間短以及可實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)跟蹤等諸多優(yōu)勢(shì)。然而,相控陣天線由于需要裝配大量的TR組件而造價(jià)昂貴,以至于只能小規(guī)模應(yīng)用而無(wú)法大范圍普及。近年來(lái),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(shù)在國(guó)內(nèi)外備受關(guān)注。作為一項(xiàng)全新的電控掃描天線技術(shù),液晶全息電控掃描天線無(wú)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(shí),該項(xiàng)技術(shù)目前只有美國(guó)掌握,因?yàn)樯婕暗骄薮蟮纳虡I(yè)利益,相關(guān)的公開資料非常稀少。本論文從上述問題出發(fā),針對(duì)液晶全息電控掃描天線的工作機(jī)理與設(shè)計(jì)方法展開研究,通過(guò)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(shè)計(jì)方法,并通過(guò)全波電磁仿真驗(yàn)證了設(shè)計(jì)方法的正確性。在論文中,我們首先對(duì)現(xiàn)有液晶全息電控掃描天線的波束控制算法進(jìn)行了改進(jìn),研究結(jié)果表明,改進(jìn)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(yù)計(jì)輻射方向,則兩種算法相同,若原算法有指向誤差,則改進(jìn)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(jìn)后的算法... 

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

【文章頁(yè)數(shù)】：93 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(jìn)-2-性能高的可波束賦形天線，在通信系統(tǒng)和雷達(dá)系統(tǒng)中被廣泛地應(yīng)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(dāng)高昂，同時(shí)體積也相對(duì)較大，很難滿足第五代移動(dòng)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(duì)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(guò)程中實(shí)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(shí)候，當(dāng)空饋喇叭以不同的方式照射反射陣列平面的時(shí)候，反射陣列平面上的每個(gè)單元的反射電磁波的相位也會(huì)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(shí)現(xiàn)波束賦形，如圖1-3所示[6]。圖1-2某反射陣列天線實(shí)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(jìn)-2-性能高的可波束賦形天線，在通信系統(tǒng)和雷達(dá)系統(tǒng)中被廣泛地應(yīng)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(dāng)高昂，同時(shí)體積也相對(duì)較大，很難滿足第五代移動(dòng)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(duì)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(guò)程中實(shí)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(shí)候，當(dāng)空饋喇叭以不同的方式照射反射陣列平面的時(shí)候，反射陣列平面上的每個(gè)單元的反射電磁波的相位也會(huì)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(shí)現(xiàn)波束賦形，如圖1-3所示[6]。圖1-2某反射陣列天線實(shí)物圖[5]圖1-3反射陣列天線的工作方式解析[6]

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]國(guó)外相控陣?yán)走_(dá)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(shè)計(jì)和誤差分析[D]. 劉洋.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心) 2019
[2]平面緊湊型多功能相控陣天線陣面關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 丁卓富.電子科技大學(xué) 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(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 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(xué) 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(xué) 2015
[6]多波束透鏡天線理論與應(yīng)用技術(shù)研究[D]. 黃明.電子科技大學(xué) 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(xué) 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(xué) 2015



本文編號(hào)：3035090