基于Rotman透鏡多波束天線的分析與設(shè)計(jì).pdf

1、近年來(lái)，隨著多波束陣列天線的應(yīng)用逐漸從多目標(biāo)跟蹤雷達(dá)、電子對(duì)抗、電子偵查等傳統(tǒng)軍事領(lǐng)域向高數(shù)據(jù)率無(wú)線通信、汽車防撞雷達(dá)、基站等新型民用領(lǐng)域迅猛發(fā)展，人們對(duì)多波束陣列天線的研究開(kāi)始進(jìn)入高性能與低成本同時(shí)兼顧的時(shí)期。相比于相控陣，多波束形成網(wǎng)絡(luò)憑其低成本的優(yōu)勢(shì)正得到越來(lái)越多天線工程師的關(guān)注。Rotman透鏡是最常用的多波束形成網(wǎng)絡(luò)，具有寬頻帶、同時(shí)多波束、真時(shí)延、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單等突出優(yōu)點(diǎn)。自1963年被提出以來(lái)，Rotman透鏡已被廣泛應(yīng)用于諸如

2、雷達(dá)、衛(wèi)星、無(wú)線通信等軍事領(lǐng)域與民用領(lǐng)域。現(xiàn)階段關(guān)于Rotman透鏡的研究文獻(xiàn)有很多，但是大多集中于 Rotman透鏡的工程應(yīng)用方面，而對(duì)于 Rotman透鏡掃描角度小，體積大，陣列方向圖副瓣高等自身缺陷的改進(jìn)研究并不多。因此，對(duì)基于Rotman透鏡的多波束陣列天線技術(shù)開(kāi)展系統(tǒng)的理論、設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究，從而充分開(kāi)發(fā)其潛在的技術(shù)優(yōu)勢(shì)就顯得很有必要。
　　本文從Rotman透鏡多波束陣列天線的基本原理著手，開(kāi)展對(duì)其小型化、低副瓣、寬角掃

3、描及共形等方面的研究。本文的主要內(nèi)容如下：
　　首先，本文詳細(xì)地介紹了Rotman透鏡多波束陣列天線的研究背景、國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)、工作原理及分析方法，并回顧了一些具有代表性的設(shè)計(jì)；在傳統(tǒng)的Rotman透鏡設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，針對(duì)傳統(tǒng)波導(dǎo)型Rotman透鏡尾部相位傳輸線的規(guī)模與尺寸過(guò)大的問(wèn)題，本文通過(guò)向波導(dǎo)內(nèi)插入銷釘或使用不等寬波導(dǎo)來(lái)調(diào)相的方法，成功地縮小了波導(dǎo)型Rotman透鏡相位傳輸線的尺寸；先后對(duì)兩款改進(jìn)后的Ka波段波導(dǎo)型Rotman透

4、鏡多波束陣列天線進(jìn)行了加工測(cè)試，測(cè)試結(jié)果與仿真結(jié)果吻合良好。
　　其次，本文針對(duì)傳統(tǒng)矩形波導(dǎo)型Rotman透鏡陣列口間距受限的缺陷，提出采用單脊波導(dǎo)的形式設(shè)計(jì)Rotman透鏡，減小了透鏡陣列口間距，解決了天線陣由于陣因子?xùn)虐暝斐傻膹V角副瓣電平過(guò)高的問(wèn)題；同時(shí)，本文針對(duì)傳統(tǒng)Rotman透鏡多波束陣列天線方向圖副瓣過(guò)高的問(wèn)題，采用了多波束口同時(shí)饋電的方式，成功地減小了陣列天線方向圖的副瓣電平。
　　最后，本文針對(duì)傳統(tǒng) Rotma