3mm波束探測(cè)陣列研究及測(cè)試.pdf

1、隨著回旋管等大功率毫米波功率源技術(shù)的發(fā)展,毫米波系統(tǒng)輸出的功率越來(lái)越大,天線(xiàn)輻射波束在傳輸過(guò)程中受環(huán)境反射和多徑效應(yīng)的影響越發(fā)明顯,使波束時(shí)間、空間分布畸變,嚴(yán)重影響了波束性能。本文采用毫米波檢波測(cè)試方法準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)測(cè)試大功率密度波束的時(shí)空分布。
　　本文以3mm波束探測(cè)陣列研究及測(cè)試為背景,采取檢波測(cè)試方法完成波束探測(cè)陣列方案設(shè)計(jì)。論文詳細(xì)研究了接收用天線(xiàn),完成了單元天線(xiàn)的選型、陣列天線(xiàn)的布局,最后給出探測(cè)陣列系統(tǒng)設(shè)計(jì)和部分實(shí)驗(yàn)測(cè)

2、試。主要包括以下四方面內(nèi)容:
　　(1)分析了單元天線(xiàn):結(jié)合微帶天線(xiàn)的理論分析,完成3mm微帶天線(xiàn)設(shè)計(jì),滿(mǎn)足S參數(shù)及方向圖要求;采用CST電磁仿真軟件對(duì)開(kāi)口波導(dǎo)天線(xiàn)不同開(kāi)口形式、不同長(zhǎng)度、不同壁厚和含法蘭仿真,總結(jié)出開(kāi)口波導(dǎo)結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)增益的影響規(guī)律。
　　(2)設(shè)計(jì)了陣列天線(xiàn):分別仿真分析微帶天線(xiàn)和開(kāi)口波導(dǎo)天線(xiàn)單元間的耦合度,結(jié)合兩單元天線(xiàn)各自的優(yōu)缺點(diǎn),選定開(kāi)口波導(dǎo)天線(xiàn)作為陣列用單元天線(xiàn)。再通過(guò)仿真分析開(kāi)口波導(dǎo)陣列天線(xiàn)的增益

3、、方向圖和接收功率,確定了布局基本參數(shù)。綜合考慮被測(cè)波束直徑大小及效費(fèi)比,完成1m×1m的陣列天線(xiàn)布局。
　　(3)設(shè)計(jì)了探測(cè)陣列系統(tǒng):首先,提出了探測(cè)陣列系統(tǒng)工作原理;其次,給出了接收系統(tǒng)中開(kāi)口波導(dǎo)天線(xiàn)、衰減器、檢波器的參數(shù)指標(biāo);再次,設(shè)計(jì)完成系統(tǒng)的支撐結(jié)構(gòu),并完成組裝;第四,設(shè)計(jì)完成五選一開(kāi)關(guān)陣列,將305路信號(hào)分5次切換到64路采集卡上完成數(shù)據(jù)采集;最后,設(shè)計(jì)完成數(shù)值信號(hào)處理系統(tǒng),可實(shí)時(shí)采集單通道的信號(hào)波形、實(shí)時(shí)顯示電壓值和

4、功率值?；胤趴娠@示2D波束效果。
　　(4)完成了測(cè)試實(shí)驗(yàn):首先,完成了一個(gè)100 mm×100 mm(分布為4×4)的探測(cè)陣列,驗(yàn)證了理論、方案的正確性和實(shí)驗(yàn)的可行性。最后,完成1m×1m的305通道的3mm波束探測(cè)陣列的初步實(shí)驗(yàn),取得了一定的實(shí)驗(yàn)效果。
　　本文提出了另一種思路來(lái)研究大功率波束的時(shí)空分布。該3mm波束探測(cè)陣列系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)空間分辨率為25 mm,采樣頻率為200 Hz,對(duì)進(jìn)一步研究毫米波大功率波束的應(yīng)用具有一