介质球透镜多波束天线研究

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1、硕士论文介质球透镜多波柬天线研究摘要现今的三坐标雷达广泛采用堆积多波束体制，而多波束天线是实现堆积多波束的关键部件。本文对一种可以产生宽扫描角度的多波束天线进行了研究，它由平面馈源天线和一个单介质球透镜组成。多个馈源天线围绕着球透镜对称排列，通过它们之间的切换来实现波束的扫描。具体研究工作如下：1)讨论了透镜天线的基本原理和分析方法。用射线追踪法建立了分析透镜系统的通用模型，并对系统效率进行了定义．2)针对TSA平面天线体积大的缺点，设计了一个八木馈源天线，并用HFSS进行了仿真，总长度只有1．4五，而相同条件下TSA天线需要5z。3)重点研究了多个参数对天线的

2、影响，特别是对系统效率和远场辐射特性的影响．(a)透镜介质的折射率影响系统的调焦(b)天线的主瓣宽度跟透镜半径里反比关系(c)馈源天线与透镜的距离主要影响天线的效率和副瓣电平(d)随着馈源天线主瓣宽度的增加，溢出效率会增高，但系统的远场方向图会变窄(e)还分析了切割部分球面对天线效率的影响。4)根据上述结果设计了一个工作于14GI'IZ的单介质球透镜多波束天线，相邻波束交点电平--3dB，20个波束可以实现3600的波束扫描，系统的效率可以达到50％．关键词：介质透镜，几何光学，射线追踪法，八木天线硕士论文介质球透镜多波束天线研究AbstractMultiple

3、-beamalltenllaplaysakeyroleinthree·dimensionalradar,Inthisthesis．onekindofdielectriclensalatcl,alasystemwhich啪leadtogreatlyincreasedsP．．,ancoveragehasbeeninvestigated．Thesystemiscomposedoffeedan“mnasanddielectricsphericallens，Thefeed锄1tam∞aleplacedaroundthesphere；thebeam$c1111啪beachi

4、evedbytheswitchingofthefeed．Themainresearchis：i)Thebasicprincipleand锄alytiealmethodofthelensantennaatedisemsed．Ageneralmodelofthedielectriclensaltltellnaisbuiltandallkindsofefficiencyhavebeendeftned．ii)11地volumeofthetaredslotallt朗113aisverybig．SOyagilult∞naisdesignedbyHFSS．Thewholele

5、ngthoftlaisantennaisonly1．4五。whilethetapedslotantcrlnawillneed5Ainthesal'llceonditi蛆．iii)Afewparameterswhich锄inferencetheperform缸eeofthesystemhavebeeninvestedespeciallytotheefficiencyandfar-fieldradiationproperties．(a)n圮indexofrefractionofthelensmainlyinfluencethefocusingpropertiesCo

6、)Thebiggertheradiusofthesphere，theilarl-owcrbeamwidthofthearltCl'ma．(c)Thedistancebetweenthesphereandthefeedantennamainlyinfluencetheefficiencyofthesystemandthesidelobe(d)Alongwiththeincreaseofthefeedantenna’sbeamwidth,spilloverefficiencywillincrease，butthebeamwidthofthesystemwilldec

7、rease．(e)Otherwisetheresearchworkalsoinvestshowcuttingthespheresinfluencetheefficiencyofthesystem．iv)11"workdiscussedabovehasbeenutilizedtodesignamultiplebeamhomogenousdielcelriesphericallensBlll．e／'masystemat140Hz,thebeamsoverlapat3dBlevel，andscancoveragecanreach3600bythe20bealmsand

8、theefficienc