使用单脉冲天线定位具有明显的优势。单脉冲雷达的定位只需要一个脉冲,因而角坐标的测量精度几乎不受回波信号的振幅波动的影响。其次,单脉冲天线系统的每个脉冲都包含幅度和相位信息,因而可以通过信号平均技术来优化系统。
1.3 本文研究内容
本文在ka波段微带天线的基础上,设计了单脉冲和差网络,采用波导缝隙耦合结构,具有结构简单、成本低、损耗小等优点。通过HFSS软件对设计的天线阵列进行仿真,对各参数进行研究。
本文章节分布如下:
第一章,简要介绍课题的发展背景和ka波段单脉冲天线研究意义,以及本文主要研究内容。
第二章,阐述了研究课题的基本原理,包括阵列天线原理,单脉冲定位方法和电性能指标,以及和差网络模型原理等。
第三章,分析实验微带天线模型、功分器模型、波导和差器模型和阵列天线模型,给出实验数据和仿真过程与结论。
第四章,对之前的工作进行总结与展望。
2 设计原理
2.1 阵列天线原理
有些单一天线具有很好的方向性,但是大部分情况下,单一的天线具有很大的局限性,无法满足增益、副瓣等技术参数的要求,需要由若干个单独的天线来构成一定的阵列以满足设计要求,所以,在这种情况下,为适合各种场合的应用,加强和改善辐射场的方向性和强度,我们提出了阵列天线的想法。可以看出来,我们最终选择阵列天线是因为:①形成窄波束比较简单;②易于实现赋形波束和多波束;③易于实现波束的相控扫描。来!自~751论-文|网www.751com.cn
阵列天线就是将在同一频率工作的两个或两个以上的单一的天线,按照一定的要求进行馈电和空间排列构成天线阵列,也叫天线阵。这些构成天线阵的单一的天线就叫做阵元。天线阵的辐射场由天线阵元所产生的矢量场叠加产生,其上的电路振幅和相位分布满足适当的关系得到的。阵列的各种性能受到天线阵的单元的数目、排列形式以及口径尺寸、单元激励系数以及天线所处的外部环境等各种因素的影响。排列方式可以是直线阵、平面阵和立体阵,实际的天线多用相似元构成,只要调整好每个单元天线辐射场之间的相位差,就可以得到所需要的、更强的方向性。
为了进一步加强阵列天线的方向性,阵元数目需要加多,最简单的多元阵就是均匀直线阵,这若干个构成一样的单元天线间距一样,激励一样,但是相位递增或递减,如图2.1所示,他们距离为d