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水平相扫端射阵列天线的研究

时英龙  
【摘要】:传统的相控阵天线大多采用边射阵,其辐射方向垂直于天线的口径方向,因此为了获得大的增益则需要以大的口径面积为代价。对于机载等有限的平台来说,这一特性极大的制约了其天线的电性能,且传统的雷达天线阵列具有较大的体积和重量,对于平台有较高的负重能力及较大的容积要求,在机载平台上将难以安装,复杂的功分网络及TR组件等也较为昂贵且安装复杂。端射天线的最大辐射方向是沿着阵列排布的方向,因此为了得到大增益则不需要牺牲口径面积,且因其具有低剖面、低空气阻力且具有共形能力等特性而易于安装在各种高速运动平台。基于此,本文设计一种可应用于机载平台的新型端射可相扫阵列天线,内容主要分为以下五个部分:介绍端射天线的基本原理及其特性的研究。在基于前人对于端射阵列的经典理论研究的基础上,系统的介绍端射阵列的设计及问题分析及其研究推广。设计端射天线并进行组阵。首先按照天线的需求设计天线的单元形式,并对其进行组阵分析,通过对其扫描角度的要求及其耦合等性能要求进行天线的组阵,设计了一个十单元的可相扫端射阵列天线,通过仿真可以看出该天线单元及阵面有良好的性能,符合预期要求。通过HFSS等电磁仿真软件进行建模仿真分析。通过对天线单元的仿真使其符合预期要求,然后进行组阵仿真分析,使得天线整体达标。对天线进行样件的加工及测试分析。在前期仿真完成的前提下,对天线进行加工,并对天线样件进行测试分析。并通过与仿真结果的对比分析,验证端射天线阵的可相扫性能。本文通过从理论研究、仿真设计到实物的加工测试及验证分析,完成了对水平可相扫端射天线的研究,并对其进行了后续的总结分析及其前景的展望。


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