【摘 要】
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合成孔径雷达（Synthetic Aperture Rader,SAR）是一种成像雷达,由于其优越的高分辨率特性得到广泛应用。它是由天线进行信号的发射和接收,并将接收信号储存,经数字信号处理技术将储存的信号进行叠加处理形成图像。由此可见天线是SAR系统中关键硬件子系统,因此通过对天线系统的研究设计进而提高SAR系统的性能是很有必要的。无论是军用还是在民用方面,机载SAR都有着广阔的市场,随着科技的
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合成孔径雷达（Synthetic Aperture Rader,SAR）是一种成像雷达,由于其优越的高分辨率特性得到广泛应用。它是由天线进行信号的发射和接收,并将接收信号储存,经数字信号处理技术将储存的信号进行叠加处理形成图像。由此可见天线是SAR系统中关键硬件子系统,因此通过对天线系统的研究设计进而提高SAR系统的性能是很有必要的。无论是军用还是在民用方面,机载SAR都有着广阔的市场,随着科技的进步,SAR系统对天线的要求多关注于小型化、高增益、宽频带、低副瓣等方面。而通信技术的飞速发展,使得低频段的微波信号的使用越来越饱和,因此许多学者们已经向更高频段的微波通信技术展开研究。例如毫米波频段,太赫兹频段都是近年来研究的热点,但高频段的天线尺寸小,器件敏感,无论是设计还是制造调试都有一定的难度,通过综合考虑各类常见天线形式的优缺点,本课题选用基片集成波导（Substrate Integrated Waveguide,SIW）展开SAR系统中毫米波天线的设计。本文采用SIW结构设计一款矩形结构缝隙阵列天线,结合泰勒分布函数控制阵列的馈电幅度以及缝隙的偏置距离,有效地控制阵列在方位面和俯仰面的旁瓣电平,同时采用SIW结构设计馈电网络,实现阵列不等幅馈电的同时降低损耗。实验结果表明,该天线在33.3GHz-36.54GHz的频带范围内S11幅值小于-10d B,相对带宽为9.3%。天线最大增益为18.56d B,H面副瓣电平小于-20d B,E面副瓣电平小于-18d B。随后设计一款SIW菱形缝隙阵列天线,通过改变辐射缝隙的形式拓展天线带宽,首先由线阵列进行设计实验,其阻抗带宽由原来的7.13%拓宽到10.4%,验证此种缝隙结构拓展带宽的正确性,此后设计面阵,并与矩形缝隙进行对比,由原来的9.3%拓宽到13.68%,且同样结合泰勒综合法实现了低副瓣的指标要求。但随着通信技术的发展,线极化天线的应用范围受限,已经难以满足更高的使用需求,在实际应用中圆极化天线得到了更广泛的关注。因此本文采用SIW背腔结构设计了一款小型化,低剖面的圆极化天线,利用SIW结构构造背腔天线的谐振腔,用以抑制向下辐射的电磁波并降低剖面,在辐射层引入了一对旋转的三角形贴片,形成圆极化波向外辐射能量,由实验结果可知该天线工作在26-31GHz,相对带宽18%,轴比带宽达到11.1%。
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