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1、学校代码：１０６９７分类号：ＴＮ８２：２０１５３１４４２密级：公开学号ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＩ？士专业字位ｉ２文ＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅＰｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌＤｅｇｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒ毫米波雷达平板阵列天线的研究与设计工学科名称：电子与通信程专业学位类别：工程硕士作者：廖雪指导老师：高宝建副教授西北大学学位评定委员会二〇—八年六月ResearchandDesignofMillimeterWaveRadarPlanarArrayAntennaAthesissubmitte
2、dtoNorthwestUniversityinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinElectronicandCommunicationEngineeringByXueLiaoSupervisor:BaojianGaoAssociateProfessorJune2018摘要随着各种应用需求的不断发展和技术的不断进步，现代雷达系统的设计逐渐向小型化和高分辨率的方向发展。尤其是雷达天线系统的设计，更是要求如此。因为具有结构紧凑、体积小、剖面低、效率高等优点，所以由波导缝隙、微带贴片、印刷振子和非
3、标准尺寸喇叭等单元组成的平板阵列天线，逐渐成为各种雷达天线的首选形式。此外，为了满足小尺寸和高分辨率的要求，雷达系统的工作频率越来越高，比如毫米波、亚毫米波频段，这也为雷达天线的设计带来了诸多挑战。本文采用一种新型复合结构喇叭阵元，设计了一款工作于W波段的平板阵列天线。该天线通过非标准尺寸喇叭天线单元和阵列馈电网络相结合，实现了平板阵列雷达天线高增益、高辐射效率的指标要求。论文的主要工作包括以下三个部分：1.平板阵列单元设计。通过分析微带天线、波导缝隙天线、开口波导（或喇叭）等几种常用阵列单元的特点，确定以非标准尺寸喇叭作为阵元。综合各方面因素本文设计了一种口径为1.
4、71.7的新型复合结构喇叭阵元，该结构采用腔体激励的形式，00将四路非标准尺寸喇叭天线组合在一起，组成阵元，从而等效增大了阵元的间距，减小了馈电网络的设计难度和阵列的整体加工难度。2.平板阵列天线馈电网络设计。根据功分器设计的基础理论与单元性能，完成毫米波雷达平板阵列天线馈电网络的设计。该网络在方位面上为一分六十四路波导功分器，且每一路的输出功率满足泰勒分布。俯仰面上为一分八路等分波导功分器。仿真结果表明馈电网络回波损耗小于19dB，且一维行端口输出功率仿真值与理论值基本吻合。3.平板阵列天线设计。用之前设计的新型复合结构喇叭阵元组成一个22阵列，并进行了加工
5、测试。根据仿真与测试结果，优化新型复合结构喇叭单元与馈电网络的设计，为64×8阵元毫米波雷达平板阵列天线产品的最终定型奠定了基础。关键词：毫米波，雷达天线，平板阵列，功分网络IABSTRACTAlongwiththedevelopmentofvariousapplicationrequirementsandadvancementoftechnology,thedesignofmodernradarsystemsgraduallydevelopstowardsmininaturizationandhighresolution,especiallyforradarante
6、nnasystems.Theplanararrayantenna,composedofwaveguideslots,microstrippatches,printedoscillators,ornon-standardsizehorns,hasgraduallybecomethepreferredformofradarantennas,whichhasthebenefitofcompactstructure,smallsize,lowprofile,andhighefficiency.Inaddition,inordertomeetthedemandsofsmalls
7、izeandhighresolution,theoperatingfrequencyofradarsystemsisgettinghigher,suchasmillimeterwaveandsub-millimeterwavefrequencybands,whichalsobringsmanychallengestothedesignofradarantennas.Inthispaper,aplanararrayantenna,designedbyanewtypeofcompositestructurehornarrayelement,isprese
