毫米波輻射計天線及射頻濾波器研究.pdf

1、毫米波輻射計利用被動接收目標輻射能量對信號進行處理和目標識別。毫米波輻射計因其獨特的優(yōu)勢得到廣泛的使用。它有較好的信號處理能力、較高的目標辨識度，因而在軍事、農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)測等各方面具有很大的使用價值。應(yīng)用于毫米波探測系統(tǒng)中的天線應(yīng)該具有低副瓣、高增益等性能，射頻濾波器應(yīng)該具有低損耗、帶外抑制高等性能。本文根據(jù)毫米波輻射計對射頻前端的要求，對35GHz毫米波輻射計中的天線和射頻濾波器模塊進行了深入研究，并給出了設(shè)計方法。本論文完成的主要工

2、作如下:
　　首先，討論了毫米波輻射計的研究現(xiàn)狀，對它的發(fā)展動向有一個清晰的認知。同時對其工作原理進行研究，并將它的實際應(yīng)用背景與本文研究的課題相結(jié)合，論證了本文全功率輻射計研究方案的可行性和優(yōu)越性，并且給出了35GHz毫米波輻射計的主要技術(shù)指標。因為毫米波輻射計系統(tǒng)中的前端對系統(tǒng)性能的好壞起決定性的作用，故重點對輻射計系統(tǒng)的天線和濾波器進行了深入研究。
　　其次，分析了喇叭天線和微帶天線的設(shè)計理論以及設(shè)計方法，給出了毫米波

3、輻射計天線的主要技術(shù)指標，分別用CST和HFSS軟件仿真了中心頻率為35GHz的角錐喇叭天線和微帶貼片天線，仿真得到的電壓駐波比和增益方向圖驗證了角錐喇叭天線的優(yōu)越性。將得到的仿真性能與毫米波輻射計天線的技術(shù)指標進行比較，喇叭天線的仿真性能可以滿足毫米波輻射計天線的指標要求。然后制作了角錐喇叭天線實體，并對其回波損耗、增益、方向圖和波束寬度進行了測量。天線實體的實際測量結(jié)果與喇叭天線理論仿真結(jié)果大體一致，而且天線的性能較為理想，尺寸也很

4、小，證明了該角錐喇叭天線能滿足項目需求，驗證了角錐喇叭天線設(shè)計方案的可行性。
　　最后，研究了射頻濾波器的設(shè)計理論和方法，給出了毫米波輻射計射頻濾波器的主要技術(shù)指標。設(shè)計了一個中心頻率為35GHz的平行耦合微帶線帶通濾波器，并用ADS軟件對設(shè)計的濾波器進行仿真，由于毫米波輻射計對射頻濾波器的設(shè)計指標有一定的要求，故本文對設(shè)計的濾波器仿真原理圖以及帶外損耗等參數(shù)進行了相關(guān)優(yōu)化，最終設(shè)計出了可以滿足實際項目需要的平行耦合微帶線帶通濾波