相控陣關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著社會(huì)的發(fā)展,傳統(tǒng)的衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)已漸漸的從固定的地面站通信傾向于靈活的移動(dòng)通信。在各種移動(dòng)載體上,例如汽車,船舶,飛機(jī)等,利用衛(wèi)星來(lái)進(jìn)行信息交流的需求,日漸緊迫,這必然帶動(dòng)高性能天線和智能波束控制技術(shù)的發(fā)展。目前世界各國(guó)在相關(guān)技術(shù)上的研發(fā)是方興未艾。一般認(rèn)為,相控陣天線是實(shí)現(xiàn)移動(dòng)中通信天線的最佳選擇,這是由于其快速的電子波束掃描能力,是移動(dòng)中通信流暢的重要保證。陣列天線中一個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)要求就是要尋找一個(gè)合適的天線單元來(lái)進(jìn)行組陣。傳統(tǒng)的

2、接收天線往往使用拋物面型天線,其單元增益高,但體積過大導(dǎo)致載體運(yùn)動(dòng)的風(fēng)荷過負(fù)。近年來(lái),研究的熱點(diǎn)傾向于微帶天線的設(shè)計(jì),這主要由于它的一系列優(yōu)點(diǎn)如緊湊,小巧,低剖面,重量輕等。為了克服微帶天線的固有缺陷如工作頻帶窄,增益低等,人們已提出了一系列相關(guān)的改進(jìn)技術(shù),常見如偶極子天線,印刷八木天線等。其中印刷偶極子天線以其優(yōu)異的性能引起了廣泛的關(guān)注,但傳統(tǒng)的印刷偶極子天線難以組成大型天線陣列以獲得高增益,滿足衛(wèi)星接收要求。針對(duì)此熱點(diǎn),本文研究了偶

3、極子天線結(jié)合微帶技術(shù)作為衛(wèi)星接收天線的單元結(jié)構(gòu)及其陣列設(shè)計(jì),探討了該類天線高增益寬帶特性的設(shè)計(jì)要點(diǎn),并就陣列天線的波束控制技術(shù)作了仿真討論。首先概述了微帶天線的相關(guān)背景及其工作原理,介紹了衛(wèi)星接收天線的發(fā)展研究現(xiàn)狀,對(duì)相關(guān)技術(shù)作了簡(jiǎn)要比較,簡(jiǎn)單介紹了雙面印刷偶極子天線作為接收天線的性能。簡(jiǎn)要敘述文中使用的電磁模擬方法。在上述工作基礎(chǔ)上,提出了新穎的同軸饋電偶極子天線結(jié)構(gòu)并分析了該結(jié)構(gòu)使用不同形狀貼片作為偶極子臂的電性能。在32陣列天線上

4、實(shí)現(xiàn)了中心頻率處22.8dB的增益,小于-25dB的交叉極化和約20dB的前后比;在64陣列天線實(shí)現(xiàn)超過26dB的增益。同時(shí),對(duì)該天線單元的增益提升作了可能性分析。另外,利用傳統(tǒng)微帶貼片天線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了一個(gè)雙貼片的天線,對(duì)比了該類型貼片天線不同的設(shè)計(jì)方法,利用此天線加工了8*32單元的的陣列天線,實(shí)測(cè)增益值最高超過28dB,達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。最后,對(duì)陣列天線波束的相位掃描與機(jī)械掃描作了分析,利用梯度算法仿真了信號(hào)受干擾情況下波束的指向控制