窄波束水平扫描天线设计

摘要

在大多数探测雷达和防撞雷达系统中，为了能够迅速准确地捕获目标，都要求收发天线具备窄波束和抗干扰的性能。为了实现在水平面内的高分辨率扫描的功能，一般使用具有扇形波束的天线，其有很多种实现方式。本文的主要研究对象为采用抛物反射面的金属平板天线。在此类天线中，反射面形状为二维抛物线，其上下底板利用两块金属平板制成，金属平板的末端张开，进而实现垂直方向波束宽度的控制。喇叭馈源置于平板之间，对反射面进行照射，利用反射面的口径宽度产生水平方向上的窄波束。天线适用于机械扫描的系统。
　　根据馈源的位置，论文主要内容分为以下部分：
　　（1）正馈型抛物反射面天线的研究。当抛物面采用水平对称的配置时，将馈源放置在反射面的中轴线上，即构成了正馈抛物反射面天线。此天线是常规三维抛物面天线的平面版本，由仿真结果可知，其性能欠佳，主要原因是相对较大的馈源遮挡效应。
　　（2）偏馈型天线和糖铲型天线的研究。当采用不对称的反射面和偏置的馈源设计时，由于馈源不处于反射区，能够极大地减少馈源的遮挡效应。将馈源和反射面结构整体连接闭合时，即构成了所谓的糖铲型天线。由仿真结果可知，采用偏馈设计虽然能够解决正馈设计时的遮挡问题，但结构的不对称性造成了水平面内辐射方向图的不对称。
　　（3）双层正馈型天线的研究。提出了一种新型的双层正馈抛物反射面天线，其馈源与反射面置于不同的隔层，既保留了正馈型天线结构与方向图对称的优点，也解决了遮挡效应。通过全波仿真及优化设计，进行了实物加工，并进行测试。实验结果验证了设计的有效性。

目录

声明

第一章绪论

1.1 课题背景及研究目的和意义

1.2 国内外的研究现状分析

1.3 本文主要内容

1.4 本章小结

第二章扇形波束天线基本理论及分析方法

2.1 天线的基本参数

2.2 天线分析方法

2.3 本章小结

第三章正馈型抛物反射面平板水平扫描天线

3.1 馈源喇叭天线设计

3.2 正馈型抛物反射面平板天线的设计

3.3 本章小结

第四章偏馈型抛物反射面平板水平扫描天线

4.1 天线结构

4.2 天线原理

4.3 设计与仿真

4.4 仿真结果分析

4.5 本章小结

第五章糖铲型抛物反射面平板水平扫描天线

5.1 天线结构

5.2 设计与仿真

5.3 仿真结果分析

5.4 本章小结

第六章双层正馈型抛物反射面平板水平扫描天线

6.1 反射面的设计

6.2 设计与仿真

6.3 制作与测试

6.4 本章小结

第七章总结与展望

7.1 全文总结

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间申请的专利

附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目

致谢