小型化Ka波段窄波束天線研究.pdf

1、天線波瓣的大小是雷達特別是預(yù)警測繪雷達的重要特性之一。其窄波束、低副瓣能夠較大的提高雷達天線的分辨率以及抗干擾能力。對雷達系統(tǒng)的研制有著重要的意義。
　　本論文要研究的內(nèi)容主要包括：陣列天線中的單元天線選取，Vivaldi天線的設(shè)計，天線陣列的排布以及其饋線的研究，反射器天線以及透鏡天線結(jié)構(gòu)對陣列天線窄波束化以及小型化的影響。
　　首先說明了天線陣列化是實現(xiàn)天線波瓣窄波束的重要途徑，在選取陣列天線的單元天線時，在Ka波段中對

2、比微帶貼片天線和Vivaldi天線的特性，同時考慮到陣列天線的饋線問題以及Vivaldi天線波瓣自身的定向性，選擇Vivaldi天線作為陣列天線的陣元。在設(shè)計Vivaldi天線時，通過經(jīng)驗公式設(shè)計Vivaldi天線的槽線、槽線型諧振腔、漸變線等結(jié)構(gòu)，同時再對單個天線的饋線部分進行分析，找出能實現(xiàn)窄波束的Vivaldi天線尺寸。在確定單元天線后，進行陣列天線的組陣研究。將Vivaldi天線看成點源，在不考慮因天線尺寸造成的互藕問題，對其進

3、行圓環(huán)陣列仿真。并將實際Vivaldi天線的遠場通過矩陣代入陣因子中。得出Vivaldi環(huán)形陣列天線的波瓣方向圖。再嘗試進行激勵的等間距陣列仿真，將兩種模式進行對比。通過對比，結(jié)合實際天線的情況，選擇直線陣均勻激勵的饋線方式。并對該陣列天線設(shè)計功分器設(shè)計。在功分器的選擇上，對比了威爾金森功分器以及 T型公分器。選擇了T型功分器對Vivaldi陣列天線進行饋線。
　　在對天線波束進行銳化的途徑中，除了陣元分布自身的排列方式，還可以選

4、擇其他的方式，引入反射器天線和透鏡，嘗試使用夾角反射器天線，通過仿真觀察其對波束寬度的影響。發(fā)現(xiàn)其對波瓣具有一定的約束作用，但是會造成旁瓣過大。通過分析發(fā)現(xiàn)，天線后向輻射通過反射器后會反射與前向輻射疊加時兩種輻射的相位相近，從而旁瓣增大。進而嘗試龍伯透鏡天線，發(fā)現(xiàn)能使波束變窄，增益增大的特性。根據(jù)電磁波在不同介質(zhì)中的傳播特性，建立六面體通孔透鏡。同樣也具有提高增益，降低波束的作用。最后將這種透鏡與 Vivaldi陣列天線結(jié)合，發(fā)現(xiàn)其約束