多波束圆柱面共形天线的研究

摘要

天线在无线通信领域和航空工业中均有广泛的应用。在某些情况下，为了满足飞行器空气动力性能的要求，需要把天线与柱形飞行器共形，这就需要天线具有低剖面的特点，而满足这一需求的天线主要有：微带天线和波导缝隙天线。基于圆柱形飞行载体，本文的目标是设计工作于Ka波段、波束具有一定偏角的低旁瓣微带共形阵列天线和波导缝隙共形阵列天线，要求波束的偏角分别为30°和45°。主要研究内容如下： 1.微带阵列天线的研究与设计。首先设计了工作于Ka波段的8单元微带直线阵列天线、8×8的单元的平面微带阵列。阵列单元采用H形缝隙耦合馈电，以增加阻抗匹配带宽，天线阵列的馈电网络采用一分八不等分功分器馈电，通过控制单元间的馈电相位差来实现波束倾斜角，运用电流激励幅度泰勒分布加权来降低波束的旁瓣电平。针对缝隙耦合馈电后瓣较大的缺点，加入反射板来抑制后瓣。并在平面天线的基础上设计了8单元共形阵列天线。结果表明：直线阵列天线H面波束偏角为30°，旁瓣电平为-16.27dB；平面阵列天线E面、H面波束偏角分别为43°和45°，旁瓣电平为-18.37dB，且具有良好的阻抗匹配带宽和辐射特性。 2.波导缝隙阵列天线的研究与设计。首先运用泰勒综合法设计了工作于Ka波段的单根 BJ320标准波导缝隙行波阵列天线和非标准波导组成的平面波导缝隙行波阵列天线。天线方向图 H面天线波束偏角通过改变缝隙间距来实现，E面波束偏角由填充在矩形波导内的介质移相器产生相位差实现。然后在平面天线的基础上设计了共形于圆柱表面不同位置的3个共形阵列天线，通过调整波导的激励相位，使3个共形阵列天线的波束在全局坐标下指向同一方向。

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第一章 绪论

§1.1研究背景及意义

§1.2微带阵列天线研究概况

§1.3波导缝隙阵列天线研究概况

§1.4论文的主要工作和内容安排

第二章 阵列天线理论

§2.1阵列天线基本理论

§2.2 阵列天线方向图综合

§2.3本章小结

第三章 微带阵列天线的设计

§3.1微带天线基本理论

§3.2阵列单元的设计

§3.3 8单元微带直线天线阵的设计

§3.4 8×8单元平面阵列天线的设计

§3.5与圆柱面共形的微带阵列天线的设计

§3.6 8单元加反射板的微带阵列设计

§3.7本章小结

第四章 与圆柱面共形的波导缝隙阵列天线

§4.1矩形波导缝隙天线的原理

§4.2波导缝隙阵列天线

§4.3 单根BJ320标准波导的设计

§4.4 平面波导缝隙天线的设计

§4.5 圆柱面共形多波束波导缝隙天线的设计

§4.6 本章小结

第五章 工作总结及展望

§5.1 工作总结

§5.2 未来工作展望

参考文献

致谢

作者在攻读硕士学位期间主要研究成果