Ku波段低副瓣微带阵列天线设计

摘要

随着各种交通工具的发展与普及，交通事故的发生有所增加。每年在国内外发生的交通事故中，由列车造成的交通事故的损失比例较大，并且随着列车的不断提速，增加了发生交通事故的风险。由列车相撞造成的事故往往伴随着大量的人员伤亡和经济损失，列车事故已经严重的威胁到了人们的生命和财产安全。因此，列车防撞雷达系统及其所需要的天线的设计就受到了国内外研究者们的广泛关注。
　　本文针对列车防撞雷达系统的研究提出了一种宽频带、低副瓣和高增益的微带贴片天线阵列，采用了8×8个微带馈电单元及相同数目的寄生贴片实现。阵列在E面和H面内均采用切比雪夫分布来进行馈电网络的设计，通过仿真与实验的研究方法，最终实现了一种工作于Ku波段，中心频率为17.84GHz，相对带宽为14.35％，中心频率增益为19.4dBi，第一副瓣电平为-18dB的8×8型微带天线阵列。
　　论文首先在综述了国内外的文献的基础上，提出了所采用的天线方案。其次介绍了微带天线及其阵列的基本理论和设计方法，为后续的天线设计提供理论支持。再次在论文中给出了天线设计的详细的仿真分析过程，得出了优化设计后的天线仿真模型及仿真结果。最后，对天线的模型采用表面电流分析方法进行了研究，通过对表面电流的仿真数据进行深入分析及计算解释了天线实现宽频带和低副瓣的机理，并通过实验测试数据进行了验证。仿真、计算和实验结果吻合得很好，证明了设计思路的正确性。所设计的天线可以用于列车防撞雷达系统中。

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第1章 绪 论

1.1 课题来源及研究的背景和意义

1.2 国内外在该方向的研究现状及分析

1.3 主要研究内容

第2章 微带天线及其阵列的基本理论

2.1 引言

2.2 微带天线的特点及馈电方法

2.3 微带天线的分析方法

2.4 微带阵列天线基本理论

2.5 微带阵列天线的馈电网络

2.6 本章小结

第3章 Ku波段低副瓣微带阵列天线设计

3.1 引言

3.2 微带天线单元的设计

3.3 微带阵列天线的设计

3.4 本章小结

第4章 Ku波段低副瓣微带阵列天线分析

4.1 引言

4.2 微带天线单元的分析

4.3 微带阵列天线的分析

4.4 本章小结

第5章 Ku波段低副瓣微带阵列天线测试

5.1 引言

5.2 测试条件说明

5.3 测试结果

5.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

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致谢