K波段微帶貼片陣列天線研究與設(shè)計.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、毫米波微帶天線因其波長短、頻帶寬、尺寸小等優(yōu)點,自其產(chǎn)生之日起,就受到世界各國研究人員的廣泛關(guān)注,特別是在航天飛行器以及雷達(dá)系統(tǒng)的天線設(shè)計中,毫米波微帶天線更是扮演著重要的角色。一方面,微帶天線的低剖面特性,可以使其與飛行器蒙皮進(jìn)行共形設(shè)計,在不影響飛行器空氣動力學(xué)的前提下,增強(qiáng)飛行器對目標(biāo)及相關(guān)電磁環(huán)境的探測與感知能力;另一方面,雷達(dá)系統(tǒng)的寬角度測量特性,要求其天線能在同一時間內(nèi)產(chǎn)生多個波束,以便快速跟蹤。因此,天線的共形特性以及智能

2、波束控制特性成為當(dāng)前研究的熱點與重點?;谏鲜鲅芯勘尘?,本論文以微帶天線及天線陣列理論為研究基礎(chǔ),以共形天線和多波束天線為研究方向,設(shè)計并優(yōu)化了基于柔性材料液晶高分子聚合物(LCP)的K波段微帶共形全向天線以及基于改進(jìn)型Butler matrix的低副瓣多波束微帶陣列天線,具體工作主要包含以下幾個方面:
  (1)設(shè)計了一款工作在K波段的5×8微帶陣列天線。結(jié)構(gòu)包括一個基于T型功分器的一分八并聯(lián)饋電網(wǎng)絡(luò)和八列串聯(lián)饋電天線單元,每列

3、天線單元包括5個矩形貼片天線,由于傳統(tǒng)的并聯(lián)饋電網(wǎng)絡(luò)在頻率較高時具有較高的插入損耗,所以這種串聯(lián)/并聯(lián)混合饋電結(jié)構(gòu)在一定程度上降低了插入損耗。
  (2)將LCP柔性材料引入到天線設(shè)計中,利用其易彎曲、可折疊特性,將(1)中設(shè)計的陣列天線沿其H面進(jìn)行柱面共形設(shè)計。通過優(yōu)化陣列間距,使其天線在H面具有全向輻射特性。
 ?。?)設(shè)計了一款工作在Ka波段的改進(jìn)型4×8Butler matrix波束成形網(wǎng)絡(luò)。由于傳統(tǒng)的4×4Butl

4、er matrix波束成形網(wǎng)絡(luò)輸出4路等幅信號,不利于天線的低副瓣設(shè)計,因此在4個輸出端口分別級聯(lián)了一個不等功率分配器。一方面增加了輸出端口數(shù)量;另一方面通過設(shè)計合適的功分比,使8路輸出信號幅度由中心向兩邊遞減,形成錐削分布,為后續(xù)低副瓣天線的設(shè)計做準(zhǔn)備。
 ?。?)設(shè)計了一款工作在Ka波段的“菱形”排布的陣列天線。該陣列由8列串聯(lián)饋電子陣列組成,分別包括1,3,5,7,7,5,3,1個輻射單元,相對于普通的矩形陣列而言,“菱形”

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