K波段微帶貼片陣列天線研究與設(shè)計.pdf

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”