單介質(zhì)透鏡多波束天線與單通道DBF多波束天線研究.pdf

1、多波束天線可以利用單個天線在不同方向形成多個波束。它除了能夠有效的減小體積，降低成本外，還能實現(xiàn)寬角度的覆蓋，是無線通信和現(xiàn)代雷達中的關(guān)鍵技術(shù)，具有十分廣泛的應(yīng)用前景。本文對多波束天線，尤其是具有寬掃描特性的介質(zhì)透鏡天線和具有單個射頻通道的數(shù)字波束形成天線進行了研究，具體工作如下:
　　 1.在單介質(zhì)球透鏡實現(xiàn)一維掃描的基礎(chǔ)上，通過在另一維上平行放置多層饋源的方式，實現(xiàn)了水平面和俯仰面同時掃描。建立了基于射線追蹤法的偏饋分析模型

2、，得出了饋源偏移量和波束指向角之間的關(guān)系式。最終研制了一個Ka波段用8×2的漸變縫隙天線(TSA)單元陣饋電的天線實物，實測結(jié)果表明它可以在水平面和垂直面分別達到128°和30°的覆蓋。
　　 2.在單介質(zhì)球透鏡的基礎(chǔ)上，提出了單介質(zhì)橢球透鏡的概念。橢球透鏡在水平面內(nèi)是個圓而在垂直面上是個橢圓。通過調(diào)整橢圓的軸比可以實現(xiàn)E面和H面波束寬度獨立可控，并且實現(xiàn)更寬的掃描范圍。建立了基于射線追蹤法的橢球透鏡天線分析模型。制作了一個可以

3、實現(xiàn)水平面和俯仰面同時掃描的Teflon透鏡多波束天線和一個可以實現(xiàn)水平面360°掃描的透鏡多波束天線。后者20路波束的副瓣電平皆低于-17dB且增益差別在±0.4dB之內(nèi)。
　　 3.針對傳統(tǒng)的DBF陣列在每個陣元的后面連接一路射頻通道，成本高、功耗大的缺點，基于單通道時序相位權(quán)重恢復(fù)口徑分布的概念，提出了單射頻通道DBF多波束天線。相對于其他的單通道DBF實現(xiàn)方案，該方案可以有效減輕波前相位擾動造成的影響。最后制作了一個工作