相控阵天线系统的研究与设计

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1、相控阵天线系统的研究与设计作者姓名刘健学校导师姓名、职称鄢泽洪教授领域电子与通信工程企业导师姓名、职称杜晓勇研究员申请学位类别工程硕士提交学位论文日期2014年12月学校代码10701学号1202121354分类号TN82密级公开西安电子科技大学硕士学位论文相控阵天线系统的研究与设计作者姓名：刘健领域：电子与通信工程学位类别：工程硕士学校导师姓名、职称：鄢泽洪教授企业导师姓名、职称：杜晓勇研究员提交日期：2014年12月12日ResearchandDesignonPhasedArrayAntennaS

2、ystemsAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinElectronicsandCommunicationEngineeringByLiuJianSupervisor:YanZehongDuXiaoyongDecember2014西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研

3、究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安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对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处，本人承担一切法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安电子科技大学。学

4、校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，获得学位后结合学位论文研究成果撰写的文章，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要随着移动通信技术的快速发展，“动中通”天线系统已被广泛应用于各种通信领域。传统的基于机械扫描“动中通”天线由于跟踪精度低、反应时间长、价格昂贵以及故障率高等因素，极大的限制了它的应用。如何提高“动中通”天线系统的各项性能

5、，且降低成本，是本文重点研究的内容。相控阵天线是一种新型的电控波束扫描“动中通”天线。由于其本身波束快速扫描，波束指向精度高，且易于与平台共形等特点被广泛应用。对相控阵天线而言，天线单元的设计、天线阵列方向性分析、移相器性能及基于天线阵的波束控制系统是相控阵天线系统几个关键技术。本文针对天线单元和天线阵列，移相器及波束控制系统做了分析与研究。根椐工程应用需要，设计了一个低成本、小型化的相控阵天线系统。本文的主要工作如下：1）天线阵列的设计。根椐天线的加载原理，使用金属圆盘加载的方法，对天线单元进行良好

6、匹配的同时，也降低了天线的高度，实现了低轮廓、宽频带、圆极化螺旋天线单元。通过调整天线阵结构，改变各天线单元的馈电相位，实现了波束扫描，并使天线在低仰角，也有较高的增益和较好的不圆度。2）移相器的设计。根椐移相器的基本原理，对各类移相电路形式进行了分析和比较，为每一个移相单元选择了合适的移相电路形式。即45、90选择开关线型移相电路，180选择反射型移相电路，这样能尽可能的减小相移误差。通过选择合适的PIN二极管和介质板，能实现移相器的小型化。同时对级连的各移相单元采用金属化通孔的隔离方法，能减

7、小各移相单元间相互影响。3）波束控制系统的设计。波束控制系统的主要功能是采集通信卫星和天线载体的位置信息。根椐电子罗盘对天线载体实时运动状态信息的反馈，通过控制移相器的移相值，改变天线阵列的波束指向，从而实现波束扫描。且能根椐实际需[1]要，实现不同工作模式之间的切换，即波束自动跟踪模式、波束快速扫描模式。关键词：螺旋天线，圆极化，天线阵列，移相器，波束控制论文类型：应用基础技术I西安电子科技大学硕土学位论文IIABSTRACTABSTRACTWiththerapiddevelopmentofmobi

8、lecommunicationtechnology,theon-the-movecommunicationantennasystemhasbeenwidelyusedinvariouscommunicationfields.Thetraditionalmechanicalscanningon-the-moveantennahasthecharacteristicsoflowtrackingaccuracy,longreactiontime,highpri