空馈相控阵天线设计

摘要

空馈相控阵天线因其馈电系统结构简单、造价低而得到了广泛的应用。现代相控阵为了适应雷达远距离、高分辨率的探测要求，正在向高频率、宽瞬时带宽、宽扫描范围和高功率孔径积方向发展，带来的要求是天线口径增大、辐射单元增多。这样，空馈相控阵也就越来越显出其馈电系统简单的优势。
　　 本论文从空馈相控阵天线的基本概念入手，论述了空馈相控阵天线的基本馈电形式、国内外的发展概况;详细的分析了空馈相控阵天线的设计方法，包括:阵面排布、馈电系统、馈源设计、阵面单元形式的选择与设计、空馈相控阵的匹配与反射、移相器的种类选择与误差控制等等;还详细介绍了空馈相控阵天线的性能仿真分析方法，从理论公式着手，详细的介绍了各类空馈相控阵天线的计算分析方法，包括:空馈相控阵天线的效率（增益）分析，这里面包括了馈电漏过效率分析、辐射口径利用效率分析、收集阵单元方向漏失效率分析等等，还对如何进行波瓣性能的计算以及误差分析、单元失效分析进行了详细的论述。
　　 最后考虑到实际的工程应用，简单介绍了如何用商业通用电磁仿真软件对空馈相控阵天线的不同部件进行电磁仿真，包括馈源设计、结构之间的相互影响、幅相分布仿真、波瓣性能仿真等等，还简单介绍了空馈相控阵天线测试方面的点滴心得。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究的背景和意义

1．2 空馈相控阵天线的几种基本形式

1．3 国内外的研究现状

1．4 本文的主要研究内容

1．5 本章小结

2 空馈相控阵天线设计

2．1 阵面馈电形式的选择

2．2 阵面设计

2．3 空间馈电系统的设计

2．3．1 球面波馈电系统

2．3．2 平面波馈电系统

2．3．3 喇叭空馈

2．3．4 其它馈电形式

2．4 馈源设计

2．5 阵面单元的选择与设计

2．6 空馈相控阵天线的匹配与反射

2．7 移相器的选择与误差控制

2．7．1 移相器的选择

2．7．2 PIN管移相器介绍

2．7．3 铁氧体移相器的种类

2．7．4 铁氧体移相器的工作原理

2．7．5 铁氧体材料的选择

2．7．6 移相器的误差控制以及量化瓣抑制

2．8 本章小结

3 空馈相控阵天线的分析计算

3．1 空馈相控阵天线的效率(增益)分析

3．1．1 馈电漏过效率

3．1．2 辐射口径利用效率

3．1．3 收集阵单元方向漏失效率

3．1．4 其它

3．2 方向图性能的仿真

3．3 误差及单元失效分析

3．4 实际设计实例

3．4．1 环焦反射面空馈无源相控阵天线

3．4．2 单脉冲卡塞格伦空馈无源非周期环栅阵

3．4．3 双面透过式空馈无源相控阵天线

3．5 本章小结

4 空馈相控阵天线的仿真和测试

4．1 空馈相控阵天线的仿真

4．1．1 仿真软件的特点

4．1．2 仿真模型实例

4．2 空馈相控阵天线的测试

4．2．1 空馈相控阵天线的校准

4．2．2 测试过程中的心得

4．3 本章小结

5 结论

攻读学位期间获奖和发表的论文情况

参考文献

致谢