论文摘要
本课题是国家自然科学基金资助项目“无源毫米波实时成像理论与关键技术”天线部分的研究内容,为无源毫米波成像系统提供天线接收前端。多波束天线体制即焦平面阵列天线（MFPA）是目前无源毫米波实时成像技术的主要发展方向。由于无源毫米成像系统在军事、反恐等敏感领域的广泛应用,国外对该技术进行严密封锁。为适应时代要求,打破国外对此技术封锁,国内发展无源毫米波成像系统有非常重要的工程意义。本论文深入研究反射面天线实现均匀多波束的方法,其主要研究工作及创新点如下:1.本文所设计的多波束反射面天线是无源毫米波实时成像系统的关键技术之一,反射面采用前馈抛物面天线形式,用29个馈源构成一个焦面阵照射到反射面形成29个独立波束,其覆盖的视场角范围达到±10°,各波束增益的不均匀性少于1dB,波束宽度的不均匀性小于0.21°,副瓣电平小于-14dB。2.本文提出一种新的计算天线相位中心的方法-移动参考点法（MMRP）。用移动参考点法,只要给出天线的远场方向图,就可以求得天线的相位中心。这种新方法不仅可以求解天线的相位中心,而且可以根据工程设计的需要,选择更加合理的相位偏差得到更加理想的相位中心。3.本文提出一种数值方法-仿真软件结合数值计算方法设计反射面天线。这种方法利用三维电磁仿真软件取出馈源的口径场分布,而不用考虑馈源的具体形式就可设计反射面天线,同时这种方法还把馈源口径处的高次模和绕射场也考虑进去,使得反射面设计更加准确。4.研究了电磁场的空间相干性、馈源间的互耦对波束均匀性的影响。当馈源间距较小时,多馈源反射面天线得到一个相干波束,增加馈源间距,波束间的相干性影响逐渐减少;通过对中间馈源和阵列边缘馈源互耦的研究知道,互耦对波束间的均匀性影响可以忽略。