有源集成天线的非线性动态理论研究

论文摘要

在前人工作的基础上,本文着重对有源集成天线及其阵列的非线性动态理论及应用进行了研究。首先,针对本文所讨论的振荡型有源集成天线,作为基本的理论基础,进行了负阻振荡器理论的研究,以及简要介绍了现有的非线性动态理论及分析由Kurokawa、York等人提出,在York理论的基础上考虑矩形微带天线的复杂阻抗对振荡型有源集成天线的影响,提出了基于频率变化的动态负载模型,分析并推导出了振幅和相位的非线性动态方程。其次,本文根据提出的改进模型及理论分析,将其应用于空间功率合成和波束扫描方面的应用,包括阵列同步工作条件、稳定条件及锁定带宽、单元自由振荡频率与天线主模谐振频率之差对波束扫描范围的影响。将改进的理论应用于四元阵列和八元阵列的分析,实现了波束扫描。与文献中实物测量结果吻合良好,与现有York理论相比,在预测实际阵列的波束扫描特性方面更为准确。为以后大规模有源集成天线阵列的实际应用设计奠定了基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 有源集成天线的研究历史和现状
• 1.2 研究的目的和意义
• 1.3 本文工作安排
• 第二章 振荡型有源集成天线的相关基本理论
• 2.1 负阻振荡器理论
• 2.1.1 起振条件
• 2.1.2 平衡振荡条件
• 2.1.3 振荡稳定条件
• 2.2 现有振荡型非线性动态理论
• 2.3 Kurokawa非线性振荡理论
• 2.3.1 耦合振荡阵列系统
• 2.3.2 振荡单元模型
• 2.3.3 最邻近单元耦合的相位动态特性
• 2.4 York非线性动态理论
• 2.4.1 振荡型有源集成天线简单负阻振荡器模型
• 2.4.2 阿德勒方程
• 2.4.3 弱耦合振荡阵列
• 第三章 改进的非线性动态理论
• 3.1 改进模型
• 3.2 最邻近弱耦合振荡阵列的动态相位
• 3.3 稳定性分析
• 第四章 非线性动态理论在波束扫描中的运用
• 4.1 形成边射阵的相位关系
• 4.2 零耦合相位的分析
• 4.3 随机频率分布
• 4.4 波束扫描特性
• 4.5 改进理论与已有理论的对比
• 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 在读期间研究成果