单脉冲圆口径缝隙阵天线研究

论文摘要

本文主要讨论了圆口径单脉冲波导纵缝阵列天线阵。介绍了单脉冲体制天线的分类及其工作原理,结合缝隙阵列天线的结构特点选取与其相适应的工作体制;分析了各种波导缝隙样式,给出了相应的传输线等效模型和阻抗理论计算公式;在CST微波仿真软件的辅助下,计算得到了缝隙的电参数曲线;结合理论公式,拟合出了孤立缝隙电参数曲线的近似公式;详细介绍并分析了Elliott三大设计公式,利用拟合的孤立缝隙电参数公式编程,求解得到天线阵列的各个缝隙偏置及有源谐振长度。从电流馈电和电压馈电两个方面分析了馈电网络设计,基于不同层次的馈电结构特点及减少耦合影响考虑,本天线的设计都选取电流馈电。和差网络选取E臂折叠平面化结构的魔T组合而成,通过仿真调试,实现了两种结构的和差网络。本文最后就缝隙阵列的加工误差对天线性能的影响做了详细的分析,分别从截断误差、系统误差和随机误差三个方面给出误差分析结果,即:在设计工作频段内,0.01mm的误差对天线性能没有明显的影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 单脉冲缝隙天线概论
• 1.3 研究内容及研究方法
• 1.4 章节安排
• 第二章 单脉冲波导缝隙天线理论
• 2.1 单脉冲天线理论
• 2.1.1 单脉冲天线分类
• 2.1.2 单脉冲天线工作原理
• 2.2 缝隙形式及等效电路
• 2.2.1 缝隙的基本形式
• 2.2.2 缝隙等效电路及等效参数解析式
• 2.3 缝隙的电参数
• 2.3.1 宽边纵向缝隙
• 2.3.2 波导宽边中心斜缝
• 2.4 谐振阵列天线
• 2.4.1 纵缝阵性能指标分析
• 2.4.2 波导驻波缝隙阵的设计方法
• 2.4.3 影响天线性能的因素
• 第三章 圆口径单脉冲天线设计
• 3.1 天线体制及物理参数
• 3.1.1 天线体制的选择
• 3.1.2 天线物理参数的选择
• 3.2 纵向缝隙参数求解
• 3.2.1 缝隙建模
• 3.2.2 孤立缝隙参数
• 3.3 天线参数设计
• 3.3.1 阵面缝隙参数设计
• 3.3.2 馈电网络设计
• 3.4 和差网络设计
• 3.4.1 魔T设计
• 3.4.2 和差器的设计
• 第四章 缝隙天线误差分析
• 4.1 缝隙误差分析原理
• 4.2 参数误差分析
• 4.2.1 不考虑耦合时的天线性能
• 4.2.2 存在截断误差时天线阵面性能
• 4.2.3 计入加工误差时的天线阵面性能
• 4.3 误差分析结论
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果