現(xiàn)代雷達系統(tǒng)要求探測波束有窄的主瓣寬度,低的副瓣,并可以在寬的工作帶寬內跳頻工作,以減小雷達被敵對勢力探測和干擾的概率,所以設計一款窄波瓣、低副瓣、寬帶可跳頻工作的陣列十分必要。天線要實現(xiàn)跳頻工作,損耗較小的串饋饋電方式就不再適用,需要設計出合適的并饋形式的功分網絡。為了避免天線在寬角掃描時的增益下降,需要設計寬角覆蓋的陣列單元。本文主要研究了寬帶低副瓣的并饋功分網絡的設計工作,并在此基礎上完成了一個X波段1?16的寬帶寬角覆蓋低副瓣陣列天線的設計。所設計陣列的副瓣電平小于-20dB,H面波瓣寬度要達到了120~o,工作帶寬達到了2GHz(8.6-10.6GHz)。本文所完成的工作主要有:1.完成了功分網絡中需要用到的功分器的設計。選用了功率容量較大的標準波導設計波導ET分支。選用了脊波導設計波導耦合器,使波導耦合器的工作帶寬能夠達到設計要求。對脊波導的窄邊進行了壓縮、選用口徑大的方形孔、進行非脊區(qū)雙排排布來增大耦合度,減小波導耦合器的長度。利用波導設計功分器減小了功分網絡的損耗。選用了隔離度較好的分支線耦合器作為微帶功分器,減小陣元之間的相互影響。利用損耗較小帶狀線設計分支線耦合器,減小微帶功分網絡的損耗。2.完成了對陣元天線的設計,設計了雙面的vivaldi天線作為天線單元。該設計實現(xiàn)了將天線單元和功分網絡放在同一塊基板上進行一體化設計。雙面設計以及帶狀線饋電還減小了單元間的互耦效應。設計了高截止頻率天線單元,使天線單元在設計頻段內的H面波瓣寬度達到120~o。對陣列間距進行了設計。考慮了耦合對單元方向圖的影響,通過對陣列間距的優(yōu)化使天線單元在陣列中能夠保持寬角覆蓋,從而得到了寬角覆蓋陣列的陣元間距。3.選用了經典的泰勒綜合法來對陣列進行綜合,利用MATLAB語言進行編程算出了陣列的功率分布。將所得的功率分布直接帶入陣列方向圖函數(shù)和給設計的陣列饋電,驗證了所編寫程序的準確性。4.完成了對整個功分網絡的設計,為了實現(xiàn)寬帶同相輸出,選用了并聯(lián)結構來設計功分網絡。為各級功分器的連接設計了標準波導-脊波導過渡、扭波導、相位補償結構和脊波導-帶狀線轉換等連接器件。對功分網絡進行了分塊的仿真,將功率分配結果帶入到了所設計陣列中,對設計結果進行了驗證。
【學位單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TN957.2
【部分圖文】：

為了實現(xiàn)任意主瓣位置的方向圖的綜合，能的提升和學科的交叉發(fā)展，到了上個世紀的他學科的基于概率學的優(yōu)化算法。這包括了借鑒，借鑒物理學運動規(guī)律的粒子群算法、退火算法基于概率學的算法都是通過有限次的迭代，選優(yōu)絡研究現(xiàn)狀能直接決定著陣列的工作性能，所以陣列的設計的對陣列的饋電方式主要有串聯(lián)饋電和并聯(lián)饋對簡單，在用于對陣列進行饋電時，其所用饋電占空間大小，使天線陣的體積、質量減小。同時的損耗不能忽略，所以饋電線長度的減小有利于李得東、徐良就利用串聯(lián)饋電方式設計了一個1圖 1.1 所示。

圖 1.2 16 16波導并饋功分網絡由各級功率分配器件構成。在這些功分器件中，在 20 世紀 60 年代，Ernest J. Wilkinson 等首次提數(shù)十年的發(fā)展改進，已經演化出來各種各樣的威完善。例如 ANTSOS D，CRIST R 和 SUKAM當 Wilkinson 功分器的工作頻率較高時，制作器阻的存在，使得 Wilkinson 功分器的兩個功分支況下，可以去掉隔離電阻，但是在進行不等分的，不能被去掉，但是由于分支間的互耦效應很強度下降，端口間的相互影響增大使功分器的功分 波段性能優(yōu)異的新型 Wilkinson 功分器。但是，的功分網絡的傳輸線長度會很長，而微帶傳輸線分網絡的損耗比較大，所以不適合太高頻段的代，Stanford Research Institute 的 S. B. Cohn，G

圖 3.4 定向耦合器結構圖3.2.1 定向耦合器的技術指標（1）耦合度 C耦合度是指耦合器輸入端的輸入功率與耦合端的輸出功率之比的分貝值,設輸入功率為1P ，耦合輸出功率為3P ，則耦合度可以定義為[20]123 31110lg 10lg| |PCP S （3-3）耦合度的大小體現(xiàn)了耦合器耦合能力的強弱。當輸入功率 一定時,耦合輸出端輸出功率 越大,耦合度C越小, 耦合輸出端輸出功率 越小, 耦合度C越大[21]。（2）隔離度 D隔離度是指耦合器輸入端的輸入功率與隔離端的輸出功率之比的分貝值,設輸入功率為 ，隔離端輸出功率為4P ，則隔離度可以定義為11P

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 宋志東;張國強;崔敏;;一種Ka波段寬帶波導-微帶轉換器的研制[J];火控雷達技術;2014年04期

2 鄭翕文;李軍;李俊鋒;;超短長度90度扭波導技術[J];硅谷;2014年16期

3 劉琳;殷戰(zhàn)寧;仇雅芳;王正生;;天線外場方向圖自動測試系統(tǒng)[J];艦船電子對抗;2013年03期

4 徐璽年;胡皓全;;Ka波段3dB定向耦合器的設計與仿真[J];電子元器件應用;2012年Z1期

5 楊勇;;90°階梯扭波導設計[J];信息與電子工程;2011年05期

6 伊洋;吳堅業(yè);王海燕;張拴勤;;超寬帶電阻加載Vivaldi天線的仿真與設計[J];安全與電磁兼容;2010年06期

7 張曉峰;王錫良;曹晉;羅旭榮;;一種新穎的脊波導功分器[J];電子元件與材料;2010年12期

8 張華林;許建寧;;賦形波束波導饋電網絡的研制[J];現(xiàn)代雷達;2010年08期

9 賈華;秦永亮;劉甫坤;匡光力;;低雜波多結波導陣天線耦合特性的數(shù)值分析[J];核聚變與等離子體物理;2010年01期

10 田豐;謝紹斌;劉小龍;;一種大功率寬頻帶低損耗定向耦合器的設計與實現(xiàn)[J];電子科技;2006年04期

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1 王乃彪;超寬頻帶錐削槽天線及陣列的設計與實現(xiàn)[D];西安電子科技大學;2009年

相關碩士學位論文 前10條

1 李強;寬帶低副瓣陣列天線[D];西安電子科技大學;2017年

2 劉陽洋;超寬帶、大掃描角Vivaldi相控陣天線的研究與設計[D];西北大學;2015年

3 黃懈;帶狀線結構饋電網絡頻掃天線設計[D];電子科技大學;2015年

4 苗菁;基于遠場方向圖診斷相控陣天線失效陣元的方法研究[D];電子科技大學;2015年

5 陳兆豐;北斗抗干擾陣列天線去耦合技術研究[D];電子科技大學;2015年

6 黨帥;微波無源器件的熱分析[D];西安電子科技大學;2014年

7 周繼容;機載低副瓣陣列天線的設計與仿真[D];西安電子科技大學;2014年

8 廖錕;陣列綜合及自適應旁瓣對消方法研究[D];廈門大學;2014年

9 葉國華;機載寬帶vivaldi天線及組陣技術的研究[D];電子科技大學;2014年

10 王丹鳳;高隔離度雙極化基站天線研究[D];電子科技大學;2014年

本文編號：2828438