小型化Ka波段窄波束天線(xiàn)研究.pdf

1、天線(xiàn)波瓣的大小是雷達(dá)特別是預(yù)警測(cè)繪雷達(dá)的重要特性之一。其窄波束、低副瓣能夠較大的提高雷達(dá)天線(xiàn)的分辨率以及抗干擾能力。對(duì)雷達(dá)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(xiàn)中的單元天線(xiàn)選取，Vivaldi天線(xiàn)的設(shè)計(jì)，天線(xiàn)陣列的排布以及其饋線(xiàn)的研究，反射器天線(xiàn)以及透鏡天線(xiàn)結(jié)構(gòu)對(duì)陣列天線(xiàn)窄波束化以及小型化的影響。
　　首先說(shuō)明了天線(xiàn)陣列化是實(shí)現(xiàn)天線(xiàn)波瓣窄波束的重要途徑，在選取陣列天線(xiàn)的單元天線(xiàn)時(shí)，在Ka波段中對(duì)

2、比微帶貼片天線(xiàn)和Vivaldi天線(xiàn)的特性，同時(shí)考慮到陣列天線(xiàn)的饋線(xiàn)問(wèn)題以及Vivaldi天線(xiàn)波瓣自身的定向性，選擇Vivaldi天線(xiàn)作為陣列天線(xiàn)的陣元。在設(shè)計(jì)Vivaldi天線(xiàn)時(shí)，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式設(shè)計(jì)Vivaldi天線(xiàn)的槽線(xiàn)、槽線(xiàn)型諧振腔、漸變線(xiàn)等結(jié)構(gòu)，同時(shí)再對(duì)單個(gè)天線(xiàn)的饋線(xiàn)部分進(jìn)行分析，找出能實(shí)現(xiàn)窄波束的Vivaldi天線(xiàn)尺寸。在確定單元天線(xiàn)后，進(jìn)行陣列天線(xiàn)的組陣研究。將Vivaldi天線(xiàn)看成點(diǎn)源，在不考慮因天線(xiàn)尺寸造成的互藕?jiǎn)栴}，對(duì)其進(jìn)

3、行圓環(huán)陣列仿真。并將實(shí)際Vivaldi天線(xiàn)的遠(yuǎn)場(chǎng)通過(guò)矩陣代入陣因子中。得出Vivaldi環(huán)形陣列天線(xiàn)的波瓣方向圖。再?lài)L試進(jìn)行激勵(lì)的等間距陣列仿真，將兩種模式進(jìn)行對(duì)比。通過(guò)對(duì)比，結(jié)合實(shí)際天線(xiàn)的情況，選擇直線(xiàn)陣均勻激勵(lì)的饋線(xiàn)方式。并對(duì)該陣列天線(xiàn)設(shè)計(jì)功分器設(shè)計(jì)。在功分器的選擇上，對(duì)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(duì)Vivaldi陣列天線(xiàn)進(jìn)行饋線(xiàn)。
　　在對(duì)天線(xiàn)波束進(jìn)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(xiàn)和透鏡，嘗試使用夾角反射器天線(xiàn)，通過(guò)仿真觀(guān)察其對(duì)波束寬度的影響。發(fā)現(xiàn)其對(duì)波瓣具有一定的約束作用，但是會(huì)造成旁瓣過(guò)大。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，天線(xiàn)后向輻射通過(guò)反射器后會(huì)反射與前向輻射疊加時(shí)兩種輻射的相位相近，從而旁瓣增大。進(jìn)而嘗試龍伯透鏡天線(xiàn)，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(xiàn)結(jié)合，發(fā)現(xiàn)其約束