W波段高功率天線雙工器研究.pdf

1、氣象雷達(dá)是通過(guò)測(cè)量大氣中的雨滴、云團(tuán)、冰晶、雪花等水成物對(duì)雷達(dá)發(fā)射脈沖的散射回波功率推測(cè)水的含量、云輪廓和空間分布。大氣探測(cè)是大氣科學(xué)的重要組成部分，是氣象業(yè)務(wù)和氣象服務(wù)的基礎(chǔ)，要提高氣象預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性，提高大氣探測(cè)的技術(shù)水平是首要任務(wù)。
　　毫米波是指1-10毫米間的電磁波，鑒于毫米波探測(cè)能力強(qiáng)、測(cè)速精度高、時(shí)空分辨能力高的特點(diǎn)，使得毫米波雷達(dá)已成為探測(cè)云垂直結(jié)構(gòu)的主要工具。毫米波雷達(dá)最常用的兩個(gè)大氣窗口頻段是35GHz（8mm）

2、和94GHz（3mm），8毫米波雷達(dá)主要用于地基探測(cè)，3毫米波雷達(dá)主要用于機(jī)載和星載。然而隨著電磁波波長(zhǎng)的縮短，傳統(tǒng)的雙工器難以適應(yīng)微波高功率的要求。透射式金屬光柵雙工器雖然能夠克服功率容量的限制，然而在W波段工作時(shí)，光柵條要加工至非常細(xì)，在機(jī)載時(shí)容易發(fā)生振動(dòng)，會(huì)使系統(tǒng)性能極其惡化。本文研究設(shè)計(jì)了一種反射式金屬光柵雙工器，其核心是反射式金屬光柵圓極化器和反射式金屬光柵極化分束器。既能夠適應(yīng)高功率的要求，在機(jī)載的時(shí)候性能也不易受到影響。<

3、br>　　本文首先利用空間Floquet模理論和模匹配法對(duì)光柵的散射特性做了詳細(xì)分析，并推導(dǎo)出了光柵端面和波導(dǎo)內(nèi)部突變界面上的匹配方程，并給出了散射矩陣的級(jí)聯(lián)方程。鑒于反射式光柵的特殊性，給出了一種更有效的級(jí)聯(lián)方式，理論上是傳統(tǒng)級(jí)聯(lián)方式計(jì)算速度的四倍。然后，編寫了相應(yīng)的計(jì)算程序，應(yīng)用編寫的程序設(shè)計(jì)了W波段矩形光柵圓極化器，并應(yīng)用階梯近似的方法優(yōu)化得到了雙U型光柵，其在功率容量和帶寬上都有較大的提高。最后，根據(jù)所得到的參數(shù)在CST中建立模