脊波導縫隙陣賦形波束功分器波束展寬掃描遺傳算法碩士論文

1、脊波導縫隙平面陣列天線的設(shè)計研究【摘要】 波導縫隙陣列天線由于其結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、口徑效率高、功率容量大和容易實現(xiàn)低副瓣及超低副瓣等優(yōu)點,在雷達和通訊領(lǐng)域得到了廣泛的應用。而脊波導縫隙陣天線又因其寬頻特性而倍受人們的重視。本文對脊波導縫隙平面陣列天線的設(shè)計方法進行了研究。首先從設(shè)計指標出發(fā),討論了實現(xiàn)其所遇到的關(guān)鍵技術(shù)及解決方法。分析計算了天線的輻射特性,設(shè)計了天線的饋電網(wǎng)絡(luò)。最后,對相控陣天線的波束展寬和掃描進行了測試研究。該陣列天線在方位面實現(xiàn)窄波束、低副瓣特性,在俯仰面實現(xiàn)賦形波束。通過綜合天線方位面的電流分布,從波導縫隙陣天線的設(shè)計理論出發(fā),結(jié)合仿真軟件,對脊波導縫隙平面陣列天線的輻射

2、陣面進行了設(shè)計。對仿真結(jié)果進行比較分析,滿足設(shè)計指標。根據(jù)綜合的俯仰面賦形波束的激勵分布設(shè)計了天線的饋電網(wǎng)絡(luò)。該饋電系統(tǒng)是采用脊波導窄壁耦合裂縫電橋來實現(xiàn)的。依據(jù)矩形波導裂縫電橋的設(shè)計理論,仿真設(shè)計單個脊波導裂縫電橋并把它們級聯(lián)組成脊波導功分器。最后,對相控陣天線的波束控制進行了測試研究。在測量出初始幅相的基礎(chǔ)上,結(jié)合遺傳算法優(yōu)化的展寬相位,利用配相程序計算出波控碼控制移相器實現(xiàn)了天線的窄波束掃描和展寬掃描。比較實測和計算數(shù)據(jù),滿足指標要.更多還原【Abstract】 Waveguide slot array antennas have the obvious characteristics

3、of compact structure, light weight, high efficiency, power capacity, easy to achieve low side-lobe and ultra low side-lobe, so it was used widely in radar and communications fields. The ridged-waveguide slot array antennas have been given more attention because of the wide-band property.In this pape

4、r, a method for the design of the ridged-waveguide slot planar array antenna is studied. Begin with the technical specification, we discu.更多還原 【關(guān)鍵詞】 脊波導縫隙陣； 賦形波束； 功分器； 波束展寬掃描； 遺傳算法； 【Key words】 ridged-waveguide slot array； shaped beam； power splitters； beam broadening and scanning； Genetic Algorithm

5、；摘要 3-4 Abstract 4 第一章 緒論 7-11 1.1 研究背景及意義 7 1.2 波導縫隙天線國內(nèi)外研究概況 7-9 1.3 本文的主要研究內(nèi)容 9-11 第二章 天線總體設(shè)計 11-15 2.1 天線設(shè)計技術(shù)指標要求 11 2.2 天線的組成和方案設(shè)計 11-12 2.3 縫隙陣天線方向圖綜合 12-15 泰勒分布 12-13 天線的參數(shù)選擇及分析計算 13-15 第三章 波導縫隙天線理論分析 15-21 3.1 波導縫隙陣基本理論 15-17 波導縫隙陣概述 15-16 波導縫隙陣分類 16-17 3.2 脊波導基本理論 17-21 脊波導簡述 17-18 集中參數(shù)等效電路

6、法 18 傳輸線法 18-21 第四章 脊波導縫隙陣天線設(shè)計 21-35 4.1 脊波導縫隙陣天線設(shè)計步驟 21-22 4.2 脊波導的尺寸 22 4.3 脊波導截止波長及損耗的計算 22-23 4.4 偏置、縫長及導納的對應關(guān)系 23-25 縫隙電導分布的計算 23-24 縫隙電導函數(shù)的計算 24-25 4.5 單根脊波導縫隙陣天線的設(shè)計 25-30 天線口徑分布及電導分布 25-26 縫隙電導函數(shù)的確定 26-28 單根脊波導縫隙陣的仿真 28-30 4.6 三根脊波導縫隙陣的仿真設(shè)計 30-31 4.7 優(yōu)化設(shè)計 31-35 第五章 脊波導功分器的設(shè)計 35-51 5.1 波導定向耦合器

7、 35-39 定向耦合器的技術(shù)指標 36-37 矩形波導裂縫電橋的工作原理 37-39 5.2 脊波導窄壁耦合裂縫電橋仿真 39-44 任意耦合度裂縫電橋的仿真 41-42 銷釘對耦合長度和駐波特性的影響 42-44 5.3 脊波導功分器的設(shè)計 44-50 口徑場幅相分布 44-45 功率分布 45 功分器的仿真設(shè)計 45-48 幅相誤差對方向圖的影響 48-50 5.4 小結(jié) 50-51 第六章 相控陣天線波束控制的測試 51-65 6.1 一維相控陣天線工作原理 51-53 6.2 數(shù)字移相器簡介 53-54 6.3 遺傳算法簡介 54-55 6.4 相控陣天線初始狀態(tài)測試 55-58 移相器初始狀態(tài)插入相位的測試 55-57 天線初始狀態(tài)的幅相測試 57-58 6.5 天線窄波束的掃描測試 58-61 掃描角為0 度的測試 5