宽带宽扫天线阵研究与分析

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1、：分类号：密级ＵＤＣ：：編号专业硕士学位论文（工程硕士）宽带宽扫天线阵研究与分析硕士研究生：隋媛指导教师：李迎松教授企业导师：裴洪超高级工程师工程领域：电子与通信工程论文主审人：姜強教授哈尔滨工程大学２０１８年６月分类号：______________密级：________________UDC：______________编号：________________专业硕士学位论文(工程硕士)宽带宽扫天线阵研究与分析硕士研究生：隋媛指导教师：李迎松教授学位级别：工程硕士学科、专业：电子与通信工程所在单位：信息

2、与通信工程学院论文提交日期：2018年5月论文答辩日期：2018年6月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.EngResearchandAnalysisofWidebandandWideAngleScanningAntennaArrayCandidate:SuiYuanSupervisor:Prof.LiYingsongAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ElectronicsandCommunicationE

3、ngineeringDateofSubmission:May,2018DateofOralExamination:June,2018University:HarbinEngineeringUniversity宽带宽扫天线阵研究与分析摘要现代军事装备的快速发展，对雷达系统的要求也越来越高。大带宽、大扫描角相控阵雷达日益成为雷达系统发展的重要方向。相控阵天线作为相控阵雷达的重要组成部分，也要求其具备宽频带及宽角扫描的特性。紧耦合阵列天线利用单元之间的互耦效应来扩宽带宽，同时又具备良好的扫描性能，是近年来相控阵天线的研究热点。本文主要对宽带宽角扫描紧耦合相控阵进行了研究和分析，

4、主要研究内容如下：（1）提出了两款应用于紧耦合阵列的非对称偶极子天线单元。首先利用相邻单元之间紧密的交指型耦合结构产生强烈的耦合电容，以抵消反射地板带来的电感效应，实现紧耦合天线的宽带特性。其次为偶极子结构设计了低剖面渐变式微带巴伦，实现了从不平衡馈电结构到平衡馈电结构的转换，并利用渐变结构实现阻抗匹配。最后，通过加载宽角匹配层和电阻型频率选择表面进一步扩宽天线带宽。研究结果表明，“树杈”形单元天线在七倍频程（2-14GHz）内E面扫描范围达到±75°，H面扫描范围达到±45°。“圆环”形单元天线通过加载了两层电阻型频率选择表面，改善了天线在H面的阻抗特性，进一步降低了天

5、线扫描时的驻波比，在工作带宽（2-14GHz）内E面扫描范围达到±75°，H面扫描范围达到±60°。（2）采用所设计的两款天线单元组阵。首先，对半无限周期阵列进行研究和分析，采用在阵列边缘加载阻性负载的方式，有效改善了有限阵列的边缘截断效应。其次，在此基础上设计了8×8的有限阵列，仿真验证了紧耦合阵列天线良好的阻抗带宽和扫描性能，在七倍频程（2-14GHz）内E面扫描范围达到±75°，H面扫描范围达到±60°，并对实现天线方向图低副瓣的几种方法进行了对比分析，使阵列天线获得了较低的副瓣电平。最后为“树杈”形紧耦合阵列设计了宽带馈电网络，完善了整个阵列结构。关键词：紧耦合相

6、控阵；超宽带；大扫描角；低副瓣。宽带宽扫天线阵研究与分析ABSTRACTWiththerapiddevelopmentofmodernmilitaryequipment,therequirementsforradarsystemsarealsoincreasing.Large-bandwidth,large-scananglephased-arrayradarsareincreasinglybecominganimportantdirectionforthedevelopmentofradarsystems.Asanimportantpartofthephasedarra

7、yradar,thephasedarrayantennaalsorequiresitswidebandandwide-anglescanningcharacteristics.Thetightlycoupledarrayantennautilizesthemutualcouplingeffectbetweentheelementstowidenthebandwidthandhasgoodscanningperformanceatthesametime,whichisaresearchhotspotofthephasedarra