高增益低副瓣波导缝隙阵列天线研究

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1、硕士学位论文高增益低副瓣波导缝隙阵列天线研究RESEARCHONHIGHGAINLOWSIDELOBEWAVEGUIDESLOTARRAYANTENNA王竣哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TN828.6学校代码：10213国际图书分类号：621.38密级：公开工程硕士学位论文高增益低副瓣波导缝隙阵列天线研究硕士研究生：王竣导师：亚历山大·杰尼索夫教授申请学位：工程硕士学科：电子与通信工程所在单位：电子与信息工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TN828.6U.D.C:621.38DissertationfortheMast

2、er’sDegreeinEngineeringRESEARCHONHIGHGAINLOWSIDELOBEWAVEGUIDESLOTARRAYANTENNACandidate：WangJunSupervisor：Prof.AlexanderDenisovAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectronicsandCommunicationEngineeringAffiliation：SchoolofElectronicsandInformationEngineeringDateofDefence：June,2018

3、Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要随着无线电技术的发展，雷达系统广泛应用于气象预报、环境监测、天体研究等各个领域，对雷达功能的要求也随之变得更加严苛。天线作为雷达系统的关键部分之一，其性能需求也随着无线通信技术的发展有所提升。其中波导缝隙阵列天线口面分布相对于其它天线而言更容易控制，因此易于实现低副瓣性能，这使得它在形形色色的雷达天线中脱颖而出。波导缝隙阵列同时保留了波导结构本身的传输效率高、功率容量大、空间结构规则等诸多优良特性，因此在雷达天线设计中有着不可替代的地位。此外，

4、在单脉冲雷达技术中，除了要从回波信号中获取所跟踪目标的距离信号，还要获取目标的方位角度与俯仰角度信号，用以对目标进行精确定位，这就需要在天线接收端设计与之相匹配的和差器，来组成天线的和差馈电网络。针对雷达系统中对高增益、低副瓣且具有和差功能天线的需求，本文进行了以下研究工作：（1）从和差性能出发，设计了用于对波导缝隙阵列进行馈电的和差网络，该和差网络由四个3dB定向耦合器尾部相连组成，并外接移相器，在中心频点处，和差器各端口传输幅度均分布在-6.4dB至-5.7dB之间，接近理论值-6dB；（2）设计了一个高增益低副瓣波导缝隙阵列天线，该天线在9.3GHz~9.5GHz频率范围内，驻波VS

5、WR<2.0，中心频率处最大增益27.1dBi，H面方向图最大副瓣电平值-30.4dB，E面方向图最大副瓣电平值-17.4dB；（3）验证了该天线的和差性能，中心频率处俯仰差波束增益23.4dBi，零值深度-31.0dB，方位差波束增益24.5dBi，零值深度-18.0dB。上述微波器件使用ANSYSHFSS电磁场仿真软件进行建模、仿真与优化，并对其进行了理论分析，详细描述了天线的工作原理以及设计过程。除此之外，还对天线进行了实物加工与测试，测试结果表明，本文所设计的波导缝隙阵列天线满足设计要求，具有高增益、低副瓣的特性，且合成、接收和差波束能力良好，能够应用于单脉冲雷达系统中。关键词：波

6、导缝隙天线；阵列天线；高增益天线；低副瓣；和差波束；单脉冲雷达-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentofradiotechnology,radarsystemsarewidelyusedinvariousfieldssuchasmeteorologicalforecasting,environmentalmonitoring,andastronomicalresearch,andtherequirementsforradarfunctionshavebecomemorestringent.Theantennaisoneofthekeypar

7、tsoftheradarsystem,anditsperformancerequirementshavealsoimprovedwiththedevelopmentofwirelesscommunicationtechnology.Amongthem,theslotdistributionofthewaveguideslotarrayantennaiseasiertocontrolthanotherantennas,so