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《西安电子科技大学》 2001年
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频扫天线波导慢波线研究

汪伟  
【摘要】: 波导慢波线是频扫雷达天馈系统中重要的组成部分,是完成频扫功能的核 心部件。它为天线阵提供要求的幅度、相位分布,更为重要的是当频率发生少 许变化时使线源的等相位面产生显著的倾斜,完成波束在空间扫描。本文系统 地给出了波导慢波线的设计公式和步骤,提出了实现其中关键器件的设计方 法,并对其进行理论分析和研究。分析了各器件对慢波线系统的相位影响以及 系统的驻波特性,给出了相应解决方案。 作者主要做了以下几个方面的工作: 1.根据天线的工作频带、扫描范围、副瓣电平、半功率宽度等技术指标要求, 给出了确定波导慢波线基本结构尺寸的计算公式,即对相邻单元之间的空间 距离、耦合器之间的馈线波导长度、阵列的大小和单元数的计算。根据天线 方向图要求,确定阵面的口径分布,在此基础上,结合慢波线终端负载的吸 收系数,以及耦合器耦合量的可实现性,综合折中考虑,计算选择出合适的 耦合器耦合度分布。 2.提出了一种体积小、重量轻、结构紧凑、宽带高性能的波导H-T纵向双缝 耦合器设计。对于细长缝隙的情况,考虑了波导壁厚,利用等效原理将缝隙 等效为磁流源在主波导和耦合波导中的作用,根据电磁场连续性条件建立积 分方程,并用矩量法求解,进而求出耦合器的散射参数。 3.提出了加感性匹配圆棒的大窗口H-T耦合器的设计,以满足慢波线中部分 对耦合要求较强的需要。将窗口等效为等效磁流源,而把匹配圆棒等效为电 流源来处理,分析计算了这种耦合器的耦合特性。 4.慢波线中使用了大量的波导E面180°弯头,系统对其驻波特性提出极高的 要求,文中用高频仿真软件(HFSS)优化设计了波导E面180°弯头。 5.分析计算了耦合器、波导弯头引入相位误差对天线性能的影响,在此基础 上,采用对各个耦合器之间波导长度调节的方法,对阵面相位分布进行补偿。 6.提出了用有耗二端口网络来等效波导耦合器的方法,对由耦合器、馈电波 导和波导弯头级联的慢波线系统的驻波特性进行了分析计算,针对慢波线在 设计测射频率上大反射问题,讨论了多种解决办法。 本文系统地叙述了波导慢波线的设计方法,并给出了其中关键器件的设计, 其中的耦合器设计得到了实验验证。因此,根据文中步骤可以快速、方便地设 计出性能优越的波导慢波线。
【学位授予单位】:西安电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:TN820

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 倪晶;频扫天线阵列多功能、高效率和高频段的应用与研究[D];南京理工大学;2012年
2 葛平;宽角度频扫天线阵列研究与设计[D];南京理工大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 汪伟,金谋平,傅德民,刘永普;波导H-T纵向双缝耦合器的研究[J];电波科学学报;2001年02期
2 金谋平,梁昌洪,祝金德;波导窄壁耦合器的宽带研究[J];微波学报;1999年04期
3 汪伟,傅德民,陈胜兵,刘英;波导行波阵单元电导的计算[J];西安电子科技大学学报;2001年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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5 赵方方;吴先良;陈明生;;旋转PE算法在目标电磁散射分析中的应用[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2006年05期
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10 薛余网,桂华,周友源;宽带光纤网络双波束形成系统[J];半导体光电;1997年06期
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1 施鹤年;蒋仁培;陈清河;;铁氧体波导中电磁场传播问题的有限元分析[A];1987年全国微波会议论文集(上)[C];1987年
2 沈明亚;;光控相控阵方法研究[A];1995年全国微波会议论文集(下册)[C];1995年
3 邱义杰;杨铨让;;徽带阵列故障诊断专家系统的初探[A];1995年全国微波会议论文集(下册)[C];1995年
4 胡爱明;胡可欣;;自适应数字波束形成技术(DBF)在雷达中的应用[A];第十三届全国信号处理学术年会(CCSP-2007)论文集[C];2007年
5 吕慎刚;;有源相控阵雷达T/R组件的热设计[A];中国电子学会电子机械工程分会2009年机械电子学学术会议论文集[C];2009年
6 潘炜;王查散;;SPI技术在相控阵雷达波控监测系统中的应用[A];四川省电子学会雷达与火控、电子线路与系统专业委员会学术交流会10周年优秀论文集[C];2006年
7 石吉锋;洪家财;段玉兴;;互耦效应对泰勒阵列天线的影响分析[A];第三届全国嵌入式技术和信息处理联合学术会议论文集[C];2009年
8 吕韶昱;金振中;王永杰;;一种连续波雷达低仰角提取的新算法[A];江苏省电子学会2010年学术年会论文集[C];2010年
9 李贺;赵飞;洪家财;闫书明;;密度加权的稀疏天线阵列研究[A];2008通信理论与技术新进展——第十三届全国青年通信学术会议论文集(上)[C];2008年
10 董亮;;基于遗传算法的圆形阵列随机馈相方法研究[A];2009年全国天线年会论文集(上)[C];2009年
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1 王鞠庭;MIMO雷达信号处理:目标检测与角度估计[D];南京理工大学;2010年
2 张英浩;毫米波被动双极化探测及相控阵扫描关键技术研究[D];南京理工大学;2011年
3 孙思扬;基于改进遗传算法的小型化宽带微带天线设计[D];北京邮电大学;2011年
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5 侯建强;小型天线与金属腔体及人体头颅的耦合谐振分析及应用研究[D];西安电子科技大学;2010年
6 杨熙;径向线阵列天线与小型化单元天线研究[D];西安电子科技大学;2011年
7 陈建华;PCB传输线信号完整性及电磁兼容特性研究[D];西安电子科技大学;2010年
8 王新稳;复解析保角变换在电磁工程中的应用研究[D];西安电子科技大学;2011年
9 杨彦炯;阵列天线与毫米波紧缩场天线研究[D];西安电子科技大学;2011年
10 吕晖;集中式MIMO雷达信号处理方法研究[D];西安电子科技大学;2011年
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3 吴启铎;基于分形的多频段微带天线研究与实现[D];解放军信息工程大学;2010年
4 任帅;基于缝隙结构的分形微带宽带天线研究与实现[D];解放军信息工程大学;2010年
5 夏灿;介质目标电磁散射特性的矩量法分析[D];安徽大学;2010年
6 钟读贤;小波矩量法在电磁散射问题求解中的应用研究[D];安徽大学;2010年
7 郭贺;战场侦察MIMO雷达关键技术研究[D];电子科技大学;2011年
8 杨源;相控阵雷达系统仿真及干扰研究[D];电子科技大学;2011年
9 刘伟;Ka波段圆极化单脉冲天线[D];电子科技大学;2011年
10 于鹏德;射频天线引信目标回波信号分析[D];西安电子科技大学;2011年
【同被引文献】
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1 吴微微;尹家贤;袁乃昌;;X波段微带天线阵的新型高效馈电方式研究[J];电波科学学报;2007年05期
2 周占伟;杨仕文;聂在平;;S波段宽带低交叉极化印刷偶极子阵列天线的设计[J];电波科学学报;2008年02期
3 万涛;王风;;一种带状线馈电的新型宽带印刷偶极子天线[J];电子测量技术;2007年12期
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9 金谋平,梁昌洪,祝金德;波导窄壁耦合器的宽带研究[J];微波学报;1999年04期
10 钟顺时;;随机误差对线阵天线性能的影响[J];西北电讯工程学院学报;1975年01期
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1 刘忱;近场测试、平面近场口径外推和天线全息诊断的研究[D];南京理工大学;2003年
2 刘永康;微带频扫天线阵列研究与设计[D];南京理工大学;2009年
3 邱磊;波导窄边缝隙阵分析与设计[D];国防科学技术大学;2008年
4 葛平;宽角度频扫天线阵列研究与设计[D];南京理工大学;2010年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 倪晶;频扫天线阵列多功能、高效率和高频段的应用与研究[D];南京理工大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 金谋平,梁昌洪,祝金德;波导窄壁耦合器的宽带研究[J];微波学报;1999年04期
2 钟顺时;费桐秋;孙玉林;;波导窄边缝隙阵天线的设计[J];西北电讯工程学院学报;1976年01期
3 强宏;;正交波导谐振缝隙的理论分析与实验[J];现代雷达;1985年05期
4 易大方;;低副瓣波导缝阵的公差分析与计算[J];现代雷达;1992年02期
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9 尹锐;江晓清;王明华;;MMI耦合器中近似理想自映像的实现:渐变带边折射率分布[A];全国第十次光纤通信暨第十一届集成光学学术会议(OFCIO’2001)论文集[C];2001年
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6 倪晶;频扫天线阵列多功能、高效率和高频段的应用与研究[D];南京理工大学;2012年
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10 贾昊君;基于光纤迈克尔逊干涉仪的条纹自动识别系统设计[D];太原科技大学;2012年
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