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Ka波段波导缝隙天线设计与分析

张念启  
【摘要】: 天线是无线通信系统和雷达系统前端的关键部件之一。毫米波天线以其频谱范围宽、信息容量大、抗干扰性好等优点成为雷达天线研究的热点。通过改变波导缝隙天线的缝隙偏置距离可以实现期望的天线口径分布,从而实现天线的低副瓣特性,这在机载雷达、火控雷达上具有重要应用。 本文主要从以下几个方面对Ka波段波导缝隙阵列天线进行了研究: 1)介绍了天线的基本电参数、波导缝隙天线的几种等效电路和缝隙导纳的计算方法,分析了单个缝隙的缝隙导纳与偏置距离、谐振长度之间的关系,并讨论了缝隙之间的互耦及其计算方法。 2)泰勒加权是工程上应用广泛的低副瓣口径分布,本文详细介绍了泰勒分布的幅值计算方法,利用傅里叶变换的方法研究了泰勒分布的副瓣特性,并给出了宽边纵向并联缝隙阵的理论设计方法和设计步骤。 3)结合缝隙天线设计理论和软件仿真设计了一根16单元波导缝隙天线,并对天线参数进行了测量,所得结果与理论仿真基本吻合。 4)利用软件仿真了16根波导组成的二维平面阵列天线的方向图,利用HFSS仿真结果分析了耦合对增益和副瓣的影响,之后根据加工天线的测量数据在MATLAB中进行一维相控扫描仿真。


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