大型可展开双频反射阵列天线研究与设计

摘要

可展开反射阵列天线以其特有的优势和广泛应用前景，成为近年来天线系统研究热点之一。其具有低剖面、轻量化、易折叠等特点，可实现波束赋形、扫描等多种功能，并易与微带电路集成设计。
　　 本文对反射阵列天线的工作原理、分析与设计方法进行了介绍和归纳总结，并结合常用反射单元的移相特性分析，对单元带宽拓展、双频/多频单元设计等专题进行详细讨论。
　　 结合航空航天的应用背景和相关需求，本文设计的大型可展开反射阵列天线采用双层薄膜印刷天线，双频段的反射单元共面，印刷于上层薄膜;反射底板为双频单元共用，印刷于下层薄膜。通过计算仿真和试验研究，对双频单元性能进行综合优化，并采用大口径波束指向匹配技术减少程差拓展系统带宽;同时利用多波束馈源实现可控多波束，满足威力覆盖需求。
　　 由于系统设计和加工难度较大，试验研究中分别设计了正馈和偏馈微带反射阵列天线小面阵进行专项研究和技术验证;同时，设计了3m×3m口径的C/Ku双频双层薄膜反射阵列天线，分别由C、Ku频段的多波束喇叭照射，并采用力学分析确定薄膜圆形花边悬挂方案;由于可展开结构尚在另一课题中进行技术攻关，天线系统尚无法进行可展开折叠，本文主要用于对双频反射阵列天线电讯性能和薄膜天线结构设计进行研究和技术验证。
　　 采用平面近场系统对试验天线电讯性能进行测试和详细评估分析，结果表明:C/Ku双频段薄膜反射阵列天线测试结果与设计仿真基本一致，本文所采用的大型可展开双频反射阵列天线分析设计方法正确有效。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 概述

1．2 发展历史与现状

1．3 论文研究背景

1．4 本文的研究内容

1．5 本章小结

2 基本原理与分析方法

2．1 口径相位补偿

2．2 反射单元介绍

2．3 单元分析方法与计算模型

2．4 单元移相特性分析

2．4．1 常用反射单元移相特性分析

2．4．2 不同照射角对单元移相特性的影响

2．4．3 阵中互耦对单元移相特性的影响

2．4．4 辐射单元的频率特性分析

2．5 常用单元带宽拓展方法

2．6 一种单元带宽拓展的新方法

2．7 双频单元

2．7．1 常用双频单元

2．7．2 双频单元间的互相影响

2．7．3 双频单元间的优化设计

2．8 本章小结

3 双频可展开反射阵列天线设计与分析

3．1 反射阵列分析方法

3．2 反射阵列天线辐射特性分析

3．3 大口径反射阵列天线带宽拓展

3．4 反射阵列天线的多波束研究

3．5 可展开反射阵列天线结构设计与分析

3．6 可展开反射阵列天线电讯设计

3．7 天线性能仿真分析

3．7．1 C波段天线性能分析

3．7．2 Ku波段天线性能分析

3．8 本章小结

4 试验研究与分析

4．1 概述

4．2 微带反射阵列天线小面阵试验

4．3 大口径双层薄膜双频反射阵列天线试验

4．4 本章小结

5 结论

本文主要工作为

攻读学位期间获奖和发表的论文情况

参考文献

致谢