脊波导缝隙阵赋形波束功分器波束展宽扫描遗传算法硕士论文

1、脊波导缝隙平面阵列天线的设计研究【摘要】 波导缝隙阵列天线由于其结构紧凑、重量轻、口径效率高、功率容量大和容易实现低副瓣及超低副瓣等优点,在雷达和通讯领域得到了广泛的应用。而脊波导缝隙阵天线又因其宽频特性而倍受人们的重视。本文对脊波导缝隙平面阵列天线的设计方法进行了研究。首先从设计指标出发,讨论了实现其所遇到的关键技术及解决方法。分析计算了天线的辐射特性,设计了天线的馈电网络。最后,对相控阵天线的波束展宽和扫描进行了测试研究。该阵列天线在方位面实现窄波束、低副瓣特性,在俯仰面实现赋形波束。通过综合天线方位面的电流分布,从波导缝隙阵天线的设计理论出发,结合仿真软件,对脊波导缝隙平面阵列天线的辐射

2、阵面进行了设计。对仿真结果进行比较分析,满足设计指标。根据综合的俯仰面赋形波束的激励分布设计了天线的馈电网络。该馈电系统是采用脊波导窄壁耦合裂缝电桥来实现的。依据矩形波导裂缝电桥的设计理论,仿真设计单个脊波导裂缝电桥并把它们级联组成脊波导功分器。最后,对相控阵天线的波束控制进行了测试研究。在测量出初始幅相的基础上,结合遗传算法优化的展宽相位,利用配相程序计算出波控码控制移相器实现了天线的窄波束扫描和展宽扫描。比较实测和计算数据,满足指标要.更多还原【Abstract】 Waveguide slot array antennas have the obvious characteristics

3、of compact structure, light weight, high efficiency, power capacity, easy to achieve low side-lobe and ultra low side-lobe, so it was used widely in radar and communications fields. The ridged-waveguide slot array antennas have been given more attention because of the wide-band property.In this pape

4、r, a method for the design of the ridged-waveguide slot planar array antenna is studied. Begin with the technical specification, we discu.更多还原 【关键词】 脊波导缝隙阵； 赋形波束； 功分器； 波束展宽扫描； 遗传算法； 【Key words】 ridged-waveguide slot array； shaped beam； power splitters； beam broadening and scanning； Genetic Algorithm

5、；摘要 3-4 Abstract 4 第一章 绪论 7-11 1.1 研究背景及意义 7 1.2 波导缝隙天线国内外研究概况 7-9 1.3 本文的主要研究内容 9-11 第二章 天线总体设计 11-15 2.1 天线设计技术指标要求 11 2.2 天线的组成和方案设计 11-12 2.3 缝隙阵天线方向图综合 12-15 泰勒分布 12-13 天线的参数选择及分析计算 13-15 第三章 波导缝隙天线理论分析 15-21 3.1 波导缝隙阵基本理论 15-17 波导缝隙阵概述 15-16 波导缝隙阵分类 16-17 3.2 脊波导基本理论 17-21 脊波导简述 17-18 集中参数等效电路

6、法 18 传输线法 18-21 第四章 脊波导缝隙阵天线设计 21-35 4.1 脊波导缝隙阵天线设计步骤 21-22 4.2 脊波导的尺寸 22 4.3 脊波导截止波长及损耗的计算 22-23 4.4 偏置、缝长及导纳的对应关系 23-25 缝隙电导分布的计算 23-24 缝隙电导函数的计算 24-25 4.5 单根脊波导缝隙阵天线的设计 25-30 天线口径分布及电导分布 25-26 缝隙电导函数的确定 26-28 单根脊波导缝隙阵的仿真 28-30 4.6 三根脊波导缝隙阵的仿真设计 30-31 4.7 优化设计 31-35 第五章 脊波导功分器的设计 35-51 5.1 波导定向耦合器

7、 35-39 定向耦合器的技术指标 36-37 矩形波导裂缝电桥的工作原理 37-39 5.2 脊波导窄壁耦合裂缝电桥仿真 39-44 任意耦合度裂缝电桥的仿真 41-42 销钉对耦合长度和驻波特性的影响 42-44 5.3 脊波导功分器的设计 44-50 口径场幅相分布 44-45 功率分布 45 功分器的仿真设计 45-48 幅相误差对方向图的影响 48-50 5.4 小结 50-51 第六章 相控阵天线波束控制的测试 51-65 6.1 一维相控阵天线工作原理 51-53 6.2 数字移相器简介 53-54 6.3 遗传算法简介 54-55 6.4 相控阵天线初始状态测试 55-58 移相器初始状态插入相位的测试 55-57 天线初始状态的幅相测试 57-58 6.5 天线窄波束的扫描测试 58-61 扫描角为0 度的测试 5