X波段圓極化大型相控陣天線的分析與設(shè)計.pdf

1、自從相控陣技術(shù)的誕生至今，相控陣天線早已廣泛應(yīng)用于雷達(dá)，導(dǎo)航，通信及電子對抗等領(lǐng)域。因?yàn)閳A極化天線有著抑制雨霧的去極化效應(yīng)以及抗多徑反射效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)而備受推崇。目前常用于實(shí)現(xiàn)寬波束的圓極化天線主要分為微帶天線、螺旋天線和十字振子天線等三大類。其中，微帶天線的形式最多應(yīng)用最廣。然而根據(jù)實(shí)際工程需要，本文選擇了十字振子天線方案，結(jié)合了理論分析及仿真計算，設(shè)計一種工作在 X波段的相控陣圓極化天線。為了實(shí)現(xiàn)對大陣輻射特性的分析，采用小陣特性來模擬

2、大陣特性。對寬角圓極化十字振子組成的相控陣天線陣(只考慮天線等無源部分，不包括 TR組件等有源電路)的設(shè)計以及如何用小型陣列的輻射特性模擬大型陣列的輻射特性進(jìn)行了深入研究，研究內(nèi)容包括了以下幾個方面：
　　(1)研究一種寬波束的十字下垂振子天線。采用Ansoft HFSS全波分析軟件仿真建模并用數(shù)值方法-矩量法（MoM）編程對其進(jìn)行數(shù)值計算，得到的單元仿真結(jié)果與數(shù)值計算結(jié)果較為吻合，全平面內(nèi)3dB波瓣寬度在100°以上，且在主瓣寬

3、度內(nèi)軸比基本小于4dB。
　　(2)制作了一個11?11的常規(guī)布陣的陣列天線，利用仿真建模和MoM的數(shù)值計算方法對其輻射特性進(jìn)行計算。結(jié)果表明因?yàn)殛囋g的互耦影響導(dǎo)致陣列的圓極化特性很差甚至不能實(shí)現(xiàn)。對比常規(guī)布陣的方法，分析了周期性旋轉(zhuǎn)布陣法的陣列布陣特點(diǎn)，并首先對一個2?2的子陣進(jìn)行仿真分析和數(shù)值計算的對比驗(yàn)證；接著對由子陣組成的12?12的小陣進(jìn)行分析研究，主要是對陣列的中心單元的有源反射系數(shù)及有源單元方向圖(掃描損耗)進(jìn)行分