Ku波段频率扫描天线阵列研究
本课题主要设计研究了一种混合型馈电10×8波导慢波线的频率扫描天线。它使用的是损耗低的在E面上弯曲的波导所构成的慢波线结构，起辐射作用的为微带贴片单元，能量从波导到微带贴片单元的传递则是利用了混合型馈电结构。仿真结果显示在15GHz-17GHz频带中，这个频扫阵列可以完成57°的扫描波束，副瓣电平普遍小于-11.5dB，增益最高为21.4dBi。跟另外的电子扫描天线阵列比较，该阵列具备结构简单，剖面低，成本低廉等优点。
毕业论文关键词 频率扫描,慢波线,缝隙耦合,微带贴片
毕业设计说明书外文摘要
Title The research of frequency scan antenna in Ku-band
Abstract
With the development of space technology, the requirements for scan rate of modern radar antenna lobe gradually increased,because of the high speed of electronically scanned antenna, it is widely used and got further studied.In the conventional electronic scanning antenna,the beam scanning depends on the change of the operating frequency,which forms the frequency scan antenna.
This paper mainly designs and describes a 10×8 waveguide frequency scanning array using hybrid coupling.In the design, a low loss E-plane bent waveguide is used as slow-wave structure. The microstrip radiating antenna array is fed by a hybrid coupling technology which combines the aperture coupling from slotted waveguide and microstrip feeding.The simulation results show that the scan angle of this frequency scan array can be about 57° within the band from 15GHz to 17GHz,the side lobe level is generally less than -11.5dB,and the peak gain is 21.4dBi.Compared with other electronically scanned antenna array,this array has a simple structure,low profile,low cost,etc.
Keywords frequency scanning,slow-wave line,slot coupling,microstrip patch
目 次
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 本文的主要内容及安排 3
2 频扫天线的基本理论 4
2.1 频扫天线的工作原理 4
2.2 频扫天线的设计参数 5
2.3 频扫天线参数计算公式 6
3 微带天线单元的设计8
3.1 微带天线的基本概念 8
3.2 微带天线的辐射原理 8
3.3 微带天线的馈电方式 9
3.4 微带天线的尺寸计算10
3.5 微带天线辐射单元的设计 11
3.6 本章小结 12
4 混合型馈电10×8波导慢波线阵列设计 14
4.1 慢波线基本结构 14
4.2 频扫天线阵列结构设计 17
4.3 模型的仿真 21
4.4 本章小结23
结 论 24
致 谢 25
参考文献 26
1 绪论
1.1 研究背景
在空间技术不断进步的今天，逐渐增多的应用于实际的雷达天线的波束，需求快速和灵活的扫描，正因为天线的机械式运动满足不了这一要求，使人们在雷达应用中引入了相控天线阵列技术。用电子扫描取代以往的机械式扫描，可以大大降低波束的扫描时间。这些特性让电子扫描雷达可以执行多个雷达功能，也能够平稳地跟踪多组快速移动的物体，给增大测量精度和雷达观察，包含隐形目标，包含不同的能观察的目标提供了技术潜力[1]-[3]。此外，电子扫描天线具备信号的衰弱幅度小，工作性能良好等优点。随着雷达，通信和空间技术的发展，在商业和军事领域中，电扫描天线都取得了广泛的应用[4]-[8]。
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