X波段宽带波导串馈网络分析与研究

论文摘要

波导器件由于其结构牢固,损耗小,功率容量大等特点,成为微波专业研究的热点。矩形波导串馈网络由于其特定的性能,在微波通信系统中有着广泛的应用,例如雷达馈线系统的馈电网络、测量系统、信号监测系统等等。组成串馈网络的耦合单元的特性及单元之间的互耦是影响串馈网络性能的主要因素。能够实现波导串馈网络的耦合单元有多种,最常用的有宽、窄边孔耦合、单复合缝耦合以及十字槽耦合,本文对常见的耦合单元波导窄边、宽边孔耦合器、单复合缝耦合器及正交波导十字槽耦合器进行了理论分析。目前的研究报道中,很少见到关于分析波导多缝耦合器的文章,本文分析设计了X波段多缝耦合器,应用全波分析方法--时域有限差分（FDTD）研究各缝参数对耦合器性能的影响,对比各参数下的多缝耦合器的散射参数,得到了强耦合、高方向性的波导多缝耦合器。并采用多端口派生网络和矩阵广义级联原理分析了以这种多缝耦合器为单元级联后的串馈网络散射参数矩阵,应用该方法可以节省计算机资源和计算时间。本文对分析设计的多缝耦合器及15端口的串馈网络作了实物测试,测试结果与仿真结果很吻合。所得耦合单元及网络级联方法可以应用于更多端口的串馈网络的设计中。文中参数对工程设计有一定的指导意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 应用背景
• 1.2 串馈网络的各种实现方式的优缺点
• 1.3 本文工作及意义
• 2 几种波导耦合单元的基本特性
• 2.1 小孔耦合的基本原理
• 2.2 耦合电桥
• 2.3 波导纵横缝耦合器
• 2.4 波导多缝耦合器
• 3 耦合单元的分析方法
• 3.1 FDTD法的基本特点及基本原理
• 3.2 FDTD法的拓展技术
• 3.3 FDTD法的求解步骤
• 3.4 本章小结
• 4 FDTD分析波导多缝耦合单元
• 4.1 波导多缝耦合器的FDTD分析
• 4.2 多缝耦合器单元的网络级联
• 4.3 本章小结
• 5 串馈网络计算结果与试验结果及误差分析
• 5.1 串馈网络的计算模型及结果
• 5.2 串馈网络的试验结果
• 5.3 试验结果与计算结果的比较
• 5.4 误差分析
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献