陣列天線與毫米波緊縮場(chǎng)天線研究.pdf

1、波導(dǎo)縫隙陣列天線由于其結(jié)構(gòu)緊湊、機(jī)械強(qiáng)度高、口徑分布容易控制等優(yōu)越條件而得到廣泛應(yīng)用。駐波陣波導(dǎo)縫隙陣列天線常稱為平板裂縫陣列天線,它可以實(shí)現(xiàn)單脈沖功能,獲得高口徑利用效率,并可實(shí)現(xiàn)低副瓣、超低副瓣和遠(yuǎn)區(qū)副瓣電平遞減的性能。
　　 微帶印刷天線因其自身優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用在雷達(dá)、通信等多個(gè)領(lǐng)域,這些應(yīng)用不僅對(duì)天線波束形狀提出了特定要求,而且對(duì)天線及饋電系統(tǒng)的體積和重量也有苛刻的限制。因此,微帶陣列天線在具有低副瓣和高增益特性的同時(shí),研

2、究小型化、高機(jī)動(dòng)性、輕量化的研究具有重大的理論和工程意義。
　　 緊縮場(chǎng)(CATR:Compact Antenna Test Range)是精密的反射面配合饋源的合理照射,可在近距離上獲得較為理想的準(zhǔn)均勻平面波,從而滿足遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)試要求。反射面緊縮場(chǎng)是至今技術(shù)發(fā)展最成熟的一種緊縮場(chǎng),也是常規(guī)微波波段應(yīng)用最廣泛的一類緊縮場(chǎng),它的通用性和先進(jìn)性已得到了全世界范圍的公認(rèn)。緊縮場(chǎng)測(cè)試解決了外場(chǎng)測(cè)試距離大、受氣候影響大、保密性差、背景電平高等

3、缺點(diǎn)。
　　 本文緊密結(jié)合科研項(xiàng)目“平板裂縫陣列天線技術(shù)改進(jìn)”、“平面預(yù)警雷達(dá)天線”及“緊縮場(chǎng)測(cè)試與研制”,對(duì)平板裂縫陣列天線遠(yuǎn)區(qū)副瓣進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)了印刷陣列預(yù)警雷達(dá)天線和毫米波緊縮場(chǎng)天線。主要工作包括以下方面:
　　 1.根據(jù)平板裂縫陣列天線的改進(jìn)設(shè)計(jì)要求,論證了天線的整體結(jié)構(gòu)方案的正確性。利用矩量法、單端口法、雙端口法分別對(duì)縫隙自導(dǎo)納進(jìn)行計(jì)算,給出多項(xiàng)式擬合后的縫隙偏置與自導(dǎo)納、縫隙偏置與諧振長度的關(guān)系曲線。結(jié)合

4、口徑場(chǎng)診斷法,通過微調(diào)輻射縫隙參數(shù)改善E面遠(yuǎn)區(qū)副瓣電平；利用遺傳算法對(duì)不等間距輻射單元幅度分布進(jìn)行優(yōu)化,尋找改善E面遠(yuǎn)區(qū)副瓣電平方法。最后,對(duì)優(yōu)化后的天線進(jìn)行加工、測(cè)試,測(cè)試結(jié)果表明天線達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。
　　 該改進(jìn)型平板裂縫陣列天線已經(jīng)成功應(yīng)用于某飛行器雷達(dá)系統(tǒng)。
　　 2.根據(jù)預(yù)警雷達(dá)天線技術(shù)指標(biāo),結(jié)合微帶印刷陣列天線自身獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)及其在現(xiàn)代雷達(dá)和通信等領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用,設(shè)計(jì)并制作了平面印刷陣列天線。工作主要集中在

5、行天線的設(shè)計(jì),通過設(shè)計(jì)使該陣列天線在方位面具有低副瓣、俯仰面具有賦形波束的特點(diǎn)。對(duì)雙層緊湊型微帶/帶狀線混合饋電網(wǎng)絡(luò)在不同頻段工程中的應(yīng)用進(jìn)行了深入研究,如帶狀線雙層過渡形勢(shì)、行饋網(wǎng)絡(luò)整體駐波比與幅相分布調(diào)試細(xì)節(jié)等。通過調(diào)試得到滿足要求的行饋網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)具有易于集成、損耗小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)。最后,在微波暗室內(nèi)采用平面近場(chǎng)測(cè)量的方法測(cè)量對(duì)陣列天線進(jìn)行檢測(cè),包括單元檢測(cè)和陣面檢測(cè)。
　　 3.根據(jù)毫米波緊縮場(chǎng)天線的技術(shù)指標(biāo),