毫米波圆口径低副瓣阵列天线的研究与设计

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本文针对机载及弹载雷达天线的圆口径应用场合及其低副瓣特性要求,给出了三种不同类型天线的设计实例。首先介绍了圆口径单脉冲微带阵列天线的设计方案,并完成了实物验证,随后对波导缝隙天线及新技术的实现方式进行讨论研究。主要工作有:1.单脉冲低副瓣微带阵列天线的设计:以角馈方型贴片为基本单元,在圆口径内利用矩形栅格阵列形式设计了发射天线和接收天线。在波导裂缝电桥的基础上,设计了Ka波段波导型平面和差网络,并通过正交结构的波导-同轴转换实现对微带天线的馈电。本文给出了具体的设计过程及方法,对设计的天线进行了加工实测,测试结果与仿真相吻合。2.单脊波导缝隙天线的设计:本部分以单脊波导宽边纵缝为辐射单元,根据阵面中不同位置处互耦强度不同的情况,利用电磁仿真软件分别建立了不同的缝隙参数提取模型,完成阵面中缝隙有源导纳参数的提取,并利用将长线阵拆分为多个短线阵并联馈电的方式来降低长线效应的影响。根据阵面中各端口的能量比设计了单脊波导馈电网络,实现了 Ka波段单脊波导缝隙阵列天线的设计。3.GWG缝隙天线的设计:本部分引入了新型的接地印刷锥形单元作为间隙波导的EBG单元结构,由于基板尺寸较薄,使得两条线阵间可以放置两排EBG单元以保证较低的耦合度,在上层金属板开纵缝作为辐射缝隙并设计了一个GWG缝隙天线阵列。这种结构兼具了易加工、低损耗的优点,在Ka波段甚至更高频段具有广泛的应用。
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