單介質(zhì)透鏡多波束天線與單通道DBF多波束天線研究.pdf

1、多波束天線可以利用單個(gè)天線在不同方向形成多個(gè)波束。它除了能夠有效的減小體積，降低成本外，還能實(shí)現(xiàn)寬角度的覆蓋，是無(wú)線通信和現(xiàn)代雷達(dá)中的關(guān)鍵技術(shù)，具有十分廣泛的應(yīng)用前景。本文對(duì)多波束天線，尤其是具有寬掃描特性的介質(zhì)透鏡天線和具有單個(gè)射頻通道的數(shù)字波束形成天線進(jìn)行了研究，具體工作如下:
　　 1.在單介質(zhì)球透鏡實(shí)現(xiàn)一維掃描的基礎(chǔ)上，通過(guò)在另一維上平行放置多層饋源的方式，實(shí)現(xiàn)了水平面和俯仰面同時(shí)掃描。建立了基于射線追蹤法的偏饋分析模型

2、，得出了饋源偏移量和波束指向角之間的關(guān)系式。最終研制了一個(gè)Ka波段用8×2的漸變縫隙天線(TSA)單元陣饋電的天線實(shí)物，實(shí)測(cè)結(jié)果表明它可以在水平面和垂直面分別達(dá)到128°和30°的覆蓋。
　　 2.在單介質(zhì)球透鏡的基礎(chǔ)上，提出了單介質(zhì)橢球透鏡的概念。橢球透鏡在水平面內(nèi)是個(gè)圓而在垂直面上是個(gè)橢圓。通過(guò)調(diào)整橢圓的軸比可以實(shí)現(xiàn)E面和H面波束寬度獨(dú)立可控，并且實(shí)現(xiàn)更寬的掃描范圍。建立了基于射線追蹤法的橢球透鏡天線分析模型。制作了一個(gè)可以

3、實(shí)現(xiàn)水平面和俯仰面同時(shí)掃描的Teflon透鏡多波束天線和一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)水平面360°掃描的透鏡多波束天線。后者20路波束的副瓣電平皆低于-17dB且增益差別在±0.4dB之內(nèi)。
　　 3.針對(duì)傳統(tǒng)的DBF陣列在每個(gè)陣元的后面連接一路射頻通道，成本高、功耗大的缺點(diǎn)，基于單通道時(shí)序相位權(quán)重恢復(fù)口徑分布的概念，提出了單射頻通道DBF多波束天線。相對(duì)于其他的單通道DBF實(shí)現(xiàn)方案，該方案可以有效減輕波前相位擾動(dòng)造成的影響。最后制作了一個(gè)工作