相控陣關鍵技術研究.pdf

1、隨著社會的發(fā)展,傳統(tǒng)的衛(wèi)星通信業(yè)務已漸漸的從固定的地面站通信傾向于靈活的移動通信。在各種移動載體上,例如汽車,船舶,飛機等,利用衛(wèi)星來進行信息交流的需求,日漸緊迫,這必然帶動高性能天線和智能波束控制技術的發(fā)展。目前世界各國在相關技術上的研發(fā)是方興未艾。一般認為,相控陣天線是實現(xiàn)移動中通信天線的最佳選擇,這是由于其快速的電子波束掃描能力,是移動中通信流暢的重要保證。陣列天線中一個關鍵的技術要求就是要尋找一個合適的天線單元來進行組陣。傳統(tǒng)的

2、接收天線往往使用拋物面型天線,其單元增益高,但體積過大導致載體運動的風荷過負。近年來,研究的熱點傾向于微帶天線的設計,這主要由于它的一系列優(yōu)點如緊湊,小巧,低剖面,重量輕等。為了克服微帶天線的固有缺陷如工作頻帶窄,增益低等,人們已提出了一系列相關的改進技術,常見如偶極子天線,印刷八木天線等。其中印刷偶極子天線以其優(yōu)異的性能引起了廣泛的關注,但傳統(tǒng)的印刷偶極子天線難以組成大型天線陣列以獲得高增益,滿足衛(wèi)星接收要求。針對此熱點,本文研究了偶

3、極子天線結合微帶技術作為衛(wèi)星接收天線的單元結構及其陣列設計,探討了該類天線高增益寬帶特性的設計要點,并就陣列天線的波束控制技術作了仿真討論。首先概述了微帶天線的相關背景及其工作原理,介紹了衛(wèi)星接收天線的發(fā)展研究現(xiàn)狀,對相關技術作了簡要比較,簡單介紹了雙面印刷偶極子天線作為接收天線的性能。簡要敘述文中使用的電磁模擬方法。在上述工作基礎上,提出了新穎的同軸饋電偶極子天線結構并分析了該結構使用不同形狀貼片作為偶極子臂的電性能。在32陣列天線上

4、實現(xiàn)了中心頻率處22.8dB的增益,小于-25dB的交叉極化和約20dB的前后比;在64陣列天線實現(xiàn)超過26dB的增益。同時,對該天線單元的增益提升作了可能性分析。另外,利用傳統(tǒng)微帶貼片天線結構設計了一個雙貼片的天線,對比了該類型貼片天線不同的設計方法,利用此天線加工了8*32單元的的陣列天線,實測增益值最高超過28dB,達到了預期的目標。最后,對陣列天線波束的相位掃描與機械掃描作了分析,利用梯度算法仿真了信號受干擾情況下波束的指向控制