基于Rotman透鏡的二維多波束天線的分析與研究.pdf

1、多波束陣列天線廣泛應用于雷達、電子偵察和對抗、高數據率無線通信、局部點對多點移動通信以及毫米波成像等軍事和民事領域。目前實現多波束天線主要采用多波束形成網絡和相控陣體制，相控陣體制需要大量的收發(fā)組件，成本高昂；而多波束形成網絡則具有可低成本地實現多波束的顯著優(yōu)勢。Rotman透鏡作為最常用的多波束形成網絡之一，更是具有寬頻帶、低成本等優(yōu)點，因此Rotman透鏡引起國內外廣大研究者的研究興趣。實現二維多波束掃描在實際應用中的需求愈發(fā)強烈，

2、可是目前利用Rotman透鏡實現二維多波束陣列天線的研究卻較少。因此，對基于Rotman透鏡的二維多波束天線的原理、結構設計與研究十分迫切；同時為了實現緊湊的結構，對Rotman透鏡的小型化也是重點研究之一。故本文的主要研究內容如下：
　　首先，詳細介紹陣列天線、多波束天線的基本原理和發(fā)展應用背景、多波束形成網絡主要種類及其相應的優(yōu)缺點。然后分別針對一維和二維Rotman透鏡的國內外研究現狀和應用實例進行詳細闡述，展示了Rotma

3、n透鏡作為多波束形成網絡的廣泛研究和應用。
　　其次，由于本文設計的二維透鏡多波束網絡是基于一維Rotman透鏡和R-kR透鏡(一種特殊的Rotman透鏡)，故分別介紹Rotman透鏡和R-kR透鏡的基本原理、公式推導和設計方法。同時對二維Rotman透鏡多波束形成網絡三種實現方法的原理、優(yōu)缺點進行了闡述，通過對比分析選擇性能和結構較優(yōu)的堆棧式透鏡。
　　然后，基于基片集成波導的二維Rotman透鏡設計與分析，設計了一維基片

4、集成波導Rotman透鏡和R-kR透鏡；通過對二維堆棧式透鏡轉換連接結構的分析與研究，分別設計了微帶和平行雙線兩種結構，將仿真和實測結果對比分析后，發(fā)現平行雙線結構效果更佳；之后對二維堆棧Rotman透鏡多波束天線進行實物加工測試并分析結果。
　　最后，研究微帶Rotman透鏡的小型化，針對傳統(tǒng)微帶Rotman透鏡的傳輸移相線較長，為了實現小型化，本文采用復合左右手傳輸線結構進行傳輸移相。將基于復合左右手傳輸線的Rotman透鏡與