毫米波輻射計(jì)天線及射頻濾波器研究.pdf

1、毫米波輻射計(jì)利用被動(dòng)接收目標(biāo)輻射能量對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理和目標(biāo)識(shí)別。毫米波輻射計(jì)因其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)得到廣泛的使用。它有較好的信號(hào)處理能力、較高的目標(biāo)辨識(shí)度，因而在軍事、農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等各方面具有很大的使用價(jià)值。應(yīng)用于毫米波探測(cè)系統(tǒng)中的天線應(yīng)該具有低副瓣、高增益等性能，射頻濾波器應(yīng)該具有低損耗、帶外抑制高等性能。本文根據(jù)毫米波輻射計(jì)對(duì)射頻前端的要求，對(duì)35GHz毫米波輻射計(jì)中的天線和射頻濾波器模塊進(jìn)行了深入研究，并給出了設(shè)計(jì)方法。本論文完成的主要工

2、作如下:
　　首先，討論了毫米波輻射計(jì)的研究現(xiàn)狀，對(duì)它的發(fā)展動(dòng)向有一個(gè)清晰的認(rèn)知。同時(shí)對(duì)其工作原理進(jìn)行研究，并將它的實(shí)際應(yīng)用背景與本文研究的課題相結(jié)合，論證了本文全功率輻射計(jì)研究方案的可行性和優(yōu)越性，并且給出了35GHz毫米波輻射計(jì)的主要技術(shù)指標(biāo)。因?yàn)楹撩撞ㄝ椛溆?jì)系統(tǒng)中的前端對(duì)系統(tǒng)性能的好壞起決定性的作用，故重點(diǎn)對(duì)輻射計(jì)系統(tǒng)的天線和濾波器進(jìn)行了深入研究。
　　其次，分析了喇叭天線和微帶天線的設(shè)計(jì)理論以及設(shè)計(jì)方法，給出了毫米波

3、輻射計(jì)天線的主要技術(shù)指標(biāo)，分別用CST和HFSS軟件仿真了中心頻率為35GHz的角錐喇叭天線和微帶貼片天線，仿真得到的電壓駐波比和增益方向圖驗(yàn)證了角錐喇叭天線的優(yōu)越性。將得到的仿真性能與毫米波輻射計(jì)天線的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行比較，喇叭天線的仿真性能可以滿足毫米波輻射計(jì)天線的指標(biāo)要求。然后制作了角錐喇叭天線實(shí)體，并對(duì)其回波損耗、增益、方向圖和波束寬度進(jìn)行了測(cè)量。天線實(shí)體的實(shí)際測(cè)量結(jié)果與喇叭天線理論仿真結(jié)果大體一致，而且天線的性能較為理想，尺寸也很

4、小，證明了該角錐喇叭天線能滿足項(xiàng)目需求，驗(yàn)證了角錐喇叭天線設(shè)計(jì)方案的可行性。
　　最后，研究了射頻濾波器的設(shè)計(jì)理論和方法，給出了毫米波輻射計(jì)射頻濾波器的主要技術(shù)指標(biāo)。設(shè)計(jì)了一個(gè)中心頻率為35GHz的平行耦合微帶線帶通濾波器，并用ADS軟件對(duì)設(shè)計(jì)的濾波器進(jìn)行仿真，由于毫米波輻射計(jì)對(duì)射頻濾波器的設(shè)計(jì)指標(biāo)有一定的要求，故本文對(duì)設(shè)計(jì)的濾波器仿真原理圖以及帶外損耗等參數(shù)進(jìn)行了相關(guān)優(yōu)化，最終設(shè)計(jì)出了可以滿足實(shí)際項(xiàng)目需要的平行耦合微帶線帶通濾波