一种8毫米波段极化扭转天线的设计与分析

摘要

在目标跟踪或探测一类天线的战术应用中，要求实现快速的空间扫描。例如设计寻的器天线时不仅需要低惯性而且需要快速波束扫描，将极化扭转技术应用到天线中就可以达到这一要求。
　　为此，根据工程应用背景，本文对一种8毫米波段的极化扭转天线进行设计、分析，具体工作如下:
　　1、基于极化扭转天线的理论，首先研究了极化扭转天线的设计要点，例如:抛物面尺寸的选择、馈源的要求、主副反射器栅条的设计等。
　　2、研究了极化扭转天线与馈源的匹配。在进行极化扭转天线抛物面设计时，利用传输线等效模型结合遗传算法来计算和优化两个反射面上的栅条尺寸，然后结合电磁仿真软件得到进一步的优化结果。
　　3、在天线极化扭转板设计时，采用矩阵级联的方法设计了极化扭转板每层的各项参数。
　　4、在微波暗室，对37.5GHz毫米波极化扭转天线样机进行了试验、测试研究。
　　5、最后分析了极化扭转天线工作的双频性。

目录

声明

摘要

一、绪论

1．1 课题研究背景

1．2 极化扭转天线的研究现状

1．3 本文的主要工作安排

二、极化扭转天线原理与分析

2．1 反射面天线

2．1．1 抛物面天线结构和原理

2．1．2 辐射积分原理

2．1．3 场的等效性原理

2．1．4 几何光学法

2．2 极化扭转天线构成和工作原理

2．3 本章小结

三、极化扭转天线总体几何尺寸确定以及喇叭馈源设计

3．1 极化扭转天线总体几何尺寸确定

3．1．1 极化扭转天线总体几何参数

3．1．2 极化扭转天线总体几何尺寸的选取

3．2 极化扭转天线喇叭馈源设计

3．2．1 喇叭天线的工作原理和分析方法

3．2．2 矩形喇叭天线的几何关系和参数

3．2．3 极化扭转天线馈源矩形喇叭的尺寸确定

3．3 本章小结

四、极化扭转天线抛物面光栅的设计与分析

4．1 极化扭转天线抛物面光栅介绍

4．1．1 透射系数与反射系数

4．1．2 抛物面上栅条的传输线等效模型

4．2 基于遗传算法的极化扭转天线抛物面光栅优化设计与电磁仿真

4．2．1 遗传算法简介

4．2．2 遗传算法设计与电磁仿真优化结果

4．3 本章小结

五、极化扭转天线的极化扭转板设计

5．1 极化变换理论

5．1．1 极化理论

5．1．2 极化变换

5．1．3 实现极化变换的极化器介绍

5．2 极化扭转板的设计

5．2．1 极化扭转板的几何结构和光栅的传输线等效模型

5．2．2 遗传算法计算扭转极化板光栅尺寸分析

5．2．3 极化扭转板介质分层的计算

5．2．4 用矩阵形式分析极化扭转板以及部分参数选择

5．3 37．5GHz频段极化扭转天线的整体电性能仿真与测试

5．3．1 天线整体仿真结果

5．3．2 天线实测结果

5．4 本章小节

六、极化扭转天线的双频性分析

6．1 极化扭转板双频性原理

6．2 12．5GHz频段极化扭转天线电性能

6．2．1 12．5GHz频段矩形喇叭馈源的仿真结果

6．2．3 12．5GHz频段天线的总体仿真结果

6．3 本章小结

结论

致谢

参考文献