近年來(lái),隨著天線行業(yè)不斷發(fā)展,天線應(yīng)用場(chǎng)景愈來(lái)愈復(fù)雜化、多樣化。應(yīng)用范圍的變化給天線帶來(lái)了新的要求,大量的智能設(shè)備需要天線具有低剖面的結(jié)構(gòu),以便于系統(tǒng)集成化、小型化。本文結(jié)合近年來(lái)由于低剖面,高增益特性而頗受關(guān)注的阻抗表面,針對(duì)多波束天線系統(tǒng)中的陣元天線和多波束形成網(wǎng)絡(luò),分別就寬頻帶、低剖面、低成本等特性進(jìn)行了研究。主要研究?jī)?nèi)容有以下幾點(diǎn):第一,針對(duì)Rotman透鏡側(cè)壁吸收端口,提出了兩種改良方法。一通過(guò)在Rotman側(cè)壁加載縫隙調(diào)制表面阻抗單元,替代傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中的側(cè)壁吸收端口,使得原本被側(cè)壁吸收端口吸收的能量被縫隙輻射出去,仿真數(shù)據(jù)表明這種方法在保證透鏡寬帶特性的情況下有效的削減了透鏡端口數(shù)量,避免透鏡內(nèi)部的無(wú)效電磁反射并對(duì)插入損耗有一定的改善。二對(duì)Rotman透鏡的側(cè)壁進(jìn)行了重新設(shè)計(jì),通過(guò)插入金屬柱將本來(lái)由側(cè)壁端口吸收的電磁波反射進(jìn)行二次利用,使得Rotman透鏡的的插入損耗大大降低。仿真數(shù)據(jù)表明基于這種方法的Rotman透鏡能夠在25.5²8GHz實(shí)現(xiàn)插入損耗<1d B。第二,使用阻抗調(diào)制表面漏波天線和傳統(tǒng)波束形成網(wǎng)絡(luò)Rotman透鏡所結(jié)合的方法,設(shè)計(jì)了... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

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基于機(jī)械掃描的雷達(dá)系統(tǒng)

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文2圖1-2基于機(jī)械掃描的雷達(dá)系統(tǒng)電掃描由波束構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)和相控陣天線兩大主要實(shí)現(xiàn)手段[2,3]。由于近年來(lái)多波束在民用領(lǐng)域的需求不斷提升，而對(duì)于需要批量化生產(chǎn)的民用領(lǐng)域來(lái)說(shuō)成本控制顯得尤其重要�；谶@一點(diǎn)，相較于昂貴的相控陣天線，價(jià)格低廉的無(wú)源多波束形成網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的波束掃描系統(tǒng)就具有顯著的優(yōu)勢(shì)。圖1-3龐大的相控陣天線陣目前波束構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)有Butler矩陣和Rotman透鏡兩種主要設(shè)計(jì)方案[4]。如圖1-4所示Butler矩陣由大量混合電橋及移相器組成，在一些對(duì)波束指向精度要求較高，波束數(shù)量不太多的情況下有良好的應(yīng)用[5]。相對(duì)于Rotman透鏡來(lái)說(shuō)，在較多獨(dú)立波束的要求下，Butler矩陣電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，頻帶窄，且體積巨大。并且矩陣類(lèi)波束構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的波束指向不夠穩(wěn)定，存在著波束指向隨著頻率改變的問(wèn)題。

第一章緒論3圖1-4Butler矩陣原理圖而Rotman透鏡天線是基于準(zhǔn)光學(xué)原理進(jìn)行設(shè)計(jì)的多輸入多輸出的多波束構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，在理論上具有波束指向穩(wěn)定不隨頻率改變，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單便于實(shí)現(xiàn)，并且具有剖面低，頻帶寬，電路簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。但同時(shí)Rotman具有端口過(guò)多，插入損耗大，掃描角度小等缺點(diǎn)[6-10]。同時(shí)隨著行業(yè)的發(fā)展，通信需求不再滿足于只能一維掃描的多波束天線，此時(shí)人們對(duì)天線波束的覆蓋范圍從一維擴(kuò)大到了二維。但二維波束掃描面的研究一直因?yàn)轶w積龐大、設(shè)計(jì)復(fù)雜、造價(jià)昂貴、損耗大等等問(wèn)題進(jìn)展緩慢�；诖�，一款成本適中，小體積的二維波束掃描天線是市場(chǎng)的迫切需求。同時(shí)阻抗表面因?yàn)槠涓咴鲆�，低剖面，低成本的特性被廣泛應(yīng)用到天線帶寬拓展，增益提高和波束賦形的研究當(dāng)中，而調(diào)制阻抗表面天線也由于頻掃的特性，具有波束掃描的能力。阻抗表面的優(yōu)點(diǎn)剛好對(duì)應(yīng)了二維波束掃描系統(tǒng)的缺點(diǎn)，或許應(yīng)用阻抗表面與傳統(tǒng)波束形成網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合，可以得到一款成本適中，小體積，高增益的二維掃描天線。


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