任意極化與全向掃描方向回溯陣列的設(shè)計(jì).pdf

1、由于移動(dòng)通信系統(tǒng)的高速發(fā)展，對于高增益、低成本、同時(shí)具有良好自動(dòng)波束跟蹤能力的新型天線的需求與日俱增。方向回溯陣列可以自動(dòng)、快速的向來波方向發(fā)射一個(gè)響應(yīng)信號，該過程完全由模擬電路實(shí)現(xiàn)，不需要來波信號的方位信息，也不需要依靠昂貴的移相器、T/R組件以及復(fù)雜的數(shù)字信號處理。方向回溯陣列結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，成本低，具有很高的鏈路增益以及高速波束跟蹤能力，獨(dú)特的特點(diǎn)和優(yōu)越的性能使得方向回溯陣列在現(xiàn)代軍用和民用移動(dòng)通信系統(tǒng)中具有獨(dú)特優(yōu)勢，其在微波毫米

2、波系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用前景。
　　然而，目前已知的方向回溯陣列都是在入射波極化形式已知的情況下設(shè)計(jì)的，并且天線極化形式大多為線極化。因此，在未知入射波極化形式以及復(fù)雜的通信環(huán)境中，收發(fā)信號之間總會(huì)出現(xiàn)不同程度的極化失配，影響方向回溯陣的性能，降低通信質(zhì)量。另外，對于高要求的雷達(dá)與通信衛(wèi)星，往往需要全角度的掃描覆蓋范圍，而目前大多數(shù)方向回溯系統(tǒng)集中在線性、平面陣列的研究，其波束掃描范圍都很小，回溯角度具有一定的局限性。這些問題制約了

3、方向回溯陣列的發(fā)展與應(yīng)用。
　　本文在總結(jié)了方向回溯陣列國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，從基本概念出發(fā)，對比、分析了方向回溯陣列的幾種實(shí)現(xiàn)方式，系統(tǒng)分析了目前國內(nèi)外已出現(xiàn)的方向回溯陣列以及設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)。從理論上分析了相關(guān)參數(shù)對整個(gè)系統(tǒng)的波束指向誤差的影響，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)奠定了一定的理論依據(jù)。
　　為了減小方向回溯陣列與目標(biāo)之間的極化失配損耗，提高信號的傳輸效率，本文設(shè)計(jì)了一種可以實(shí)現(xiàn)任意極化的方向回溯陣列，它可以接收任意極化的來波信

4、號，并通過相位共軛電路自動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)一個(gè)與入射信號極化正交的回溯信號，使系統(tǒng)具有較高的收發(fā)隔離度，并提供了一個(gè)更加安全、穩(wěn)定的通信鏈路。
　　為了擴(kuò)大方向回溯陣列的掃描角度范圍，本文采用圓柱共形技術(shù)設(shè)計(jì)了一種360°全向掃描的新型方向回溯系統(tǒng)。該系統(tǒng)收發(fā)天線獨(dú)立，論文詳細(xì)分析了天線單元數(shù)量、間距以及弧形金屬板半徑對共形陣列性能的影響。最后結(jié)合采用單次混頻方式的相位共軛電路實(shí)現(xiàn)了全向掃描回溯功能。另外，論文提出了一種可應(yīng)用于寬帶方向回溯陣