X波段高功率徑向線螺旋子陣饋電系統(tǒng)研究.pdf

1、天線是高功率微波系統(tǒng)的終端，是將能量輻射到自由空間的實(shí)現(xiàn)部分，其性能影響高功率微波系統(tǒng)的性能。在對高功率微波天線系統(tǒng)的研究中，工程師們不僅研究了系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)高功率容量、高增益以及高輻射效率，還關(guān)注高功率微波天線系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)小型化、輕型化的問題。
　　近年來，徑向線螺旋陣列天線成功應(yīng)用于高功率微波技術(shù)領(lǐng)域，這種天線具有體積小、重量輕、口徑效率高等優(yōu)點(diǎn)。目前徑向線螺旋陣列天線已經(jīng)在L、S、C波段進(jìn)行了不同程度的研究，但在更高頻段的還未

2、進(jìn)行詳細(xì)的理論分析、數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究，所以開展X波段高功率徑向線螺旋子陣饋電系統(tǒng)的研究具有實(shí)際意義。同時該課題研究中解決的技術(shù)問題有利于推動徑向線螺旋陣列天線向高頻段發(fā)展，并與高功率微波技術(shù)的快速發(fā)展相適應(yīng)。
　　本文首先對徑向線螺旋陣列天線研究中涉及到的基礎(chǔ)理論進(jìn)行了學(xué)習(xí)總結(jié)，如陣列天線基本理論、徑向線傳輸理論與特性、耦合探針的原理等。同時，對已有的L、S、C波段徑向線螺旋陣列天線進(jìn)行了學(xué)習(xí)，研究和認(rèn)識了徑向線螺旋陣列天線應(yīng)用

3、于高頻段X波段可能遇到的技術(shù)難題:首先，X波段頻率高、波長短，造成在X波段子陣尺寸較小、加工實(shí)現(xiàn)困難;其次，X波段耦合探針的細(xì)小，不易于保證饋電系統(tǒng)的功率容量，需要增大耦合探針尺寸來提高功率容量，然而探針尺寸增大，會影響徑向線內(nèi)的場分布并且使耦合量的控制更加困難，需要對耦合探針進(jìn)行分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　研究X波段的徑向線螺旋子陣饋電系統(tǒng)，首先要研究高頻段耦合探針的性能。本文對已有的幾種耦合探針在X波段進(jìn)行了數(shù)值模擬分析，總結(jié)了探針

4、耦合特性和反射特性的規(guī)律。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并數(shù)值模擬了中心頻率9.3GHz的16單元矩形柵格徑向線螺旋子陣饋電系統(tǒng)，并對實(shí)物進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測試，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)思想和數(shù)值模擬的正確，實(shí)現(xiàn)了X波段徑向線螺旋陣列天線。
　　為了滿足高增益大型陣列天線對X波段多單元子陣的需求，設(shè)計(jì)并數(shù)值模擬了中心頻率9.3GHz的24單元矩形柵格子陣饋電系統(tǒng)，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。其次，研究設(shè)計(jì)了中心頻率9.3GHz的32單元矩形柵格子陣饋電系統(tǒng)，通過改進(jìn)饋電系統(tǒng)內(nèi)部