兩端饋電的雙圓極化波導(dǎo)縫隙天線陣列.pdf

1、為了提高低截獲概率雷達(dá)系統(tǒng)的性能，針對(duì)低截獲概率設(shè)備對(duì)發(fā)射天線的需求，本文設(shè)計(jì)了一種寬頻帶、高增益、共口徑雙圓極化天線，通過(guò)控制端口饋電方式實(shí)現(xiàn)左、右旋圓極化捷變。同時(shí)，該天線可通過(guò)頻率變化實(shí)現(xiàn)波束掃描。本文的主要研究成果如下
　　1)借助電磁仿真軟件 Ansoft HFSS對(duì)T型復(fù)合縫隙單元進(jìn)行仿真分析，矩量法求出的單元中兩個(gè)縫隙的口徑場(chǎng)分布與HFSS仿真出的口徑場(chǎng)分布基本吻合。
　　2)在對(duì)單元仿真的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)，從具有一

2、個(gè)復(fù)合縫隙單元結(jié)構(gòu)的一端進(jìn)行饋電時(shí)可以實(shí)現(xiàn)一種旋向圓極化，從另外一端進(jìn)行激勵(lì)時(shí)可以實(shí)現(xiàn)另外一種旋向圓極化，且兩端饋電的增益方向圖基本呈現(xiàn)對(duì)稱的現(xiàn)象。基于上述特點(diǎn)，為了獲得通過(guò)控制端口饋電方式實(shí)現(xiàn)左、右旋圓極化的要求，設(shè)計(jì)了單元間的間距相同且單元大小相同的標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)線陣。為了抑制柵瓣的產(chǎn)生，采取在標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)中填充介電常數(shù)為2.3的聚四氟乙烯的方法。
　　3)根據(jù)對(duì)天線線陣饋電的要求，設(shè)計(jì)了波導(dǎo)/同軸饋電結(jié)構(gòu)。采用波導(dǎo)寬邊同軸探針耦合方式

3、對(duì)波導(dǎo)縫隙線陣進(jìn)行激勵(lì)，以實(shí)現(xiàn)同軸與波導(dǎo)的阻抗匹配。并對(duì)面陣進(jìn)行了設(shè)計(jì)與研究，阻抗帶寬為2.25 GHz的范圍內(nèi)，軸比與方向圖等均滿足要求，并且能夠?qū)崿F(xiàn)8.5°范圍內(nèi)的頻率掃描。
　　4)為了拓寬該雙圓極化天線的工作帶寬，本文進(jìn)行了進(jìn)一步的研究。最終采取介電常數(shù)2.3的聚四氟乙烯填充于非標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)的方法，該面陣結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)絕對(duì)工作帶寬由2.25 GHz提高到3.75 GHz，駐波比均小于1.5，XY面與“近XZ面”兩個(gè)面內(nèi)的3 dB

4、波瓣寬度均小于小于5°，且3 dB波瓣寬度內(nèi)所對(duì)應(yīng)的軸比小于3 dB，并能夠?qū)崿F(xiàn)14°的頻率掃描。
　　5)對(duì)工程實(shí)際加工中比較關(guān)心的天線各尺寸參數(shù)對(duì)波導(dǎo)縫隙天線性能的影響進(jìn)行模擬誤差分析。將MATLAB產(chǎn)生一定范圍內(nèi)的隨機(jī)誤差加入波導(dǎo)天線的主要尺寸參數(shù)，包含單元間的間距誤差、單元中兩縫隙的間距、縫隙偏置、縫隙長(zhǎng)度、縫隙傾斜角度五個(gè)參數(shù)來(lái)進(jìn)行模擬誤差分析。
　　6)在對(duì)波導(dǎo)中磁場(chǎng)分布研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了實(shí)現(xiàn)同功能的另外一種X