X波段高功率徑向線螺旋子陣饋電系統(tǒng)研究.pdf

1、天線是高功率微波系統(tǒng)的終端，是將能量輻射到自由空間的實現(xiàn)部分，其性能影響高功率微波系統(tǒng)的性能。在對高功率微波天線系統(tǒng)的研究中，工程師們不僅研究了系統(tǒng)如何實現(xiàn)高功率容量、高增益以及高輻射效率，還關注高功率微波天線系統(tǒng)如何實現(xiàn)小型化、輕型化的問題。
　　近年來，徑向線螺旋陣列天線成功應用于高功率微波技術領域，這種天線具有體積小、重量輕、口徑效率高等優(yōu)點。目前徑向線螺旋陣列天線已經(jīng)在L、S、C波段進行了不同程度的研究，但在更高頻段的還未

2、進行詳細的理論分析、數(shù)值模擬和實驗研究，所以開展X波段高功率徑向線螺旋子陣饋電系統(tǒng)的研究具有實際意義。同時該課題研究中解決的技術問題有利于推動徑向線螺旋陣列天線向高頻段發(fā)展，并與高功率微波技術的快速發(fā)展相適應。
　　本文首先對徑向線螺旋陣列天線研究中涉及到的基礎理論進行了學習總結，如陣列天線基本理論、徑向線傳輸理論與特性、耦合探針的原理等。同時，對已有的L、S、C波段徑向線螺旋陣列天線進行了學習，研究和認識了徑向線螺旋陣列天線應用

3、于高頻段X波段可能遇到的技術難題:首先，X波段頻率高、波長短，造成在X波段子陣尺寸較小、加工實現(xiàn)困難;其次，X波段耦合探針的細小，不易于保證饋電系統(tǒng)的功率容量，需要增大耦合探針尺寸來提高功率容量，然而探針尺寸增大，會影響徑向線內(nèi)的場分布并且使耦合量的控制更加困難，需要對耦合探針進行分析和優(yōu)化設計。
　　研究X波段的徑向線螺旋子陣饋電系統(tǒng)，首先要研究高頻段耦合探針的性能。本文對已有的幾種耦合探針在X波段進行了數(shù)值模擬分析，總結了探針

4、耦合特性和反射特性的規(guī)律。在此基礎上，設計并數(shù)值模擬了中心頻率9.3GHz的16單元矩形柵格徑向線螺旋子陣饋電系統(tǒng)，并對實物進行了實驗測試，驗證了設計思想和數(shù)值模擬的正確，實現(xiàn)了X波段徑向線螺旋陣列天線。
　　為了滿足高增益大型陣列天線對X波段多單元子陣的需求，設計并數(shù)值模擬了中心頻率9.3GHz的24單元矩形柵格子陣饋電系統(tǒng)，并通過實驗驗證。其次，研究設計了中心頻率9.3GHz的32單元矩形柵格子陣饋電系統(tǒng)，通過改進饋電系統(tǒng)內(nèi)部