宽带宽角相控阵天线的小阵研究

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1、■．去击种泼Ａ葦ＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＫＯＬＯＧＶＯＦＣＨＩＮＡＵＮＩＩＣＳＣＩＥＩＶＥＲＳｆ专业学位硕±学位论文ＩＥＥＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＯＮＡＬＤＥＧＲ）ｒ：＇：论文题目宽带宽角相控阵天线的小阵研究■－Ｉ专业学位类别工程硕壬学号２０１３２２０２０６１５－作者姓名郑贵指导教师王建教授．．＇＇＇．．：独创性声明本人声明所呈交的学

2、位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及化得的研究成果。据我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方夕ｈ论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志対本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名＝东＞命日期：ａ口年＾月Ｈ论支使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许

3、论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或巧描等复制手段保存、來编学位论文。（保密定）的学位论文在解密后应遵守此规作者签名＝导签名：师日期：自年Ｗ月曰又公＾分类号密级注1UDC学位论文宽带宽角相控阵天线的小阵研究(题名和副题名)郑贵(作者姓名)指导教师王建教授电子科技大学成都(姓名、职称、单位名称)申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称电子与通信工程提交论文日期2016.4论文答辩日期2016.5.1

4、1学位授予单位和日期电子科技大学2016年6月27日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。ResearchonSmallArrayofWide-BandWide-angleScanningPhasedArrayAntennaAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:ZhengGuiSupervisor:Prof.W

5、angJianSchool:SchoolofElectronicEngineering摘要摘要本文以宽带宽角相控阵天线技术为研究方向，结合实际工程应用需求，分析与设计了一种X频带内工作频带宽，扫描角度大的相控阵小型阵列天线。天线阵列选取Vivaldi天线作为阵列单元，研究了宽带宽角相控阵天线的阻抗特性及阵列扫描特性。而本文的主要工作和研究内容包括以下四个部分：1、依照宽带宽角相控阵天线的单元设计要求，对Vivaldi天线的阻抗频带和辐射特性进行了分析与研究。通过研究Vivaldi天线的槽缝曲线及馈电结构

6、，设计了一种小型化Vivaldi天线，天线高度为9.2mm，在X频段内拥有良好的阻抗特性以及宽波瓣的方向图特性。2、针对研究相控阵天线小阵的宽带宽角扫描特性，以Vivaldi天线为阵列单元，通过使用分割型宽角匹配介质、缺陷地结构和无源寄生阵子等，在互耦效应下对宽带宽角阵进行改进，使得改进后的宽带宽角相控阵天线的5×5、9×9阵有源单元方向图的波瓣进一步展宽，在ffL~0频带内其有源单元方向图的波瓣宽度大于120°，则高频fH的波瓣宽度大于100°；在fL~f0频带内根据有源反射系数和增益损耗指标可进行±

7、60°扫描，则高频fH可进行±50°扫描，达到“宽带宽角相控阵天线的小阵研究”课题的技术要求。3、依据仿真设计，对改进后的宽带宽角相控阵9×9阵列模型进行了加工与实测。测量得宽带宽角阵的有源单元方向图及各天线单元间的散射矩阵，计算得到天线阵扫描的有源反射系数和增益损耗等数据结果，对比天线阵列的仿真与实测结果，验证了理论分析和仿真的正确性，表明宽带宽角阵具有良好的宽带宽角扫描特性。4、针对9×9阵列的实测结果与仿真结果存在误差，考虑在加工设计中增加金属底板与吸波材料的误差影响，继续仿真优化基于金属底板与吸

8、波材料的9×9宽带宽角阵，仿真指标达到课题要求，并再次加工和测试了宽带宽角阵的9×9阵列，测试结果表明在ffL~0频带内其有源单元方向图的E面和H面波瓣宽度均大于120°，则高频fH的E面和H面的波瓣宽度大于100°，仿真与实测吻合良好，误差明显变小。关键词：宽带宽角阵，相控阵天线，X波段，波瓣展宽IABSTRACTABSTRACTRegardingthewide-bandwide-anglephasedarrayantennatechno