波導(dǎo)縫隙天線陣列及功率合成波導(dǎo)透鏡天線的研究.pdf

1、波導(dǎo)縫隙天線陣列具有結(jié)構(gòu)簡單、輻射效率高、交叉極化小、易于共形以及功率容量大等優(yōu)點，近年來在雷達(dá)、航海以及各種通信系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。而在其中一些需要大功率輸出的毫米波系統(tǒng)中，毫米波準(zhǔn)光功率合成器也成為一個研究熱點。因此，本文針對微波、毫米波波導(dǎo)縫隙天線的設(shè)計方法以及波導(dǎo)透鏡天線應(yīng)用于毫米波準(zhǔn)光功率合成器設(shè)計進(jìn)行了一系列的研究，具體工作如下：
　　 (1)利用MoM計算擬合的方法給出了一個波導(dǎo)縫隙的電場分布函數(shù)，該表達(dá)式計算誤

2、差在2％以內(nèi)，并且在此基礎(chǔ)上結(jié)合場分析法推導(dǎo)出波導(dǎo)縫隙天線的基本設(shè)計方程；從而改進(jìn)了傳統(tǒng)的Elliott波導(dǎo)縫隙陣列的設(shè)計方法，提高了設(shè)計效率。最后采用該方法設(shè)計研制了一個工作頻率為9.375 GHz的4單元低副瓣縫隙天線陣列，仿真和測試結(jié)果吻合較好。
　　 (2)分析了介質(zhì)加載縫隙的結(jié)構(gòu)等效模型，推導(dǎo)給出了介質(zhì)加載波導(dǎo)縫隙的導(dǎo)納計算公式，進(jìn)而給出了介質(zhì)加載的波導(dǎo)縫隙天線陣列的理論設(shè)計方法。最后設(shè)計并研制了一個工作頻率為17.4

3、 GHz的8單元縫隙陣列，測試結(jié)果和設(shè)計值相符。
　　 (3)基于傳統(tǒng)的場分析設(shè)計和傳輸線理論，利用金屬柵隔離減小陣列之間的互耦阻抗的方法給出了一種大型波導(dǎo)縫隙陣列的設(shè)計方法。該方法是通過在單列波導(dǎo)縫隙陣列兩邊加載金屬柵來減小縫隙之間的相互耦合，使不同波導(dǎo)之間可以獨立設(shè)計，從而大大減小計算量和設(shè)計難度。最后使用該設(shè)計方法設(shè)計研制了一個工作頻率為9.0GHz的8×8單元波導(dǎo)縫隙陣列，并進(jìn)行了仿真和測試，實驗結(jié)果和仿真結(jié)果相吻合，證

4、明了本章設(shè)計方法的有效性。
　　 (4)提出了一種新型寬帶波導(dǎo)橢圓縫隙結(jié)構(gòu)，并將其應(yīng)用于波導(dǎo)縫隙天線的設(shè)計。在普通矩形縫隙的基礎(chǔ)上對波導(dǎo)橢圓縫隙陣列的設(shè)計方法做了深入的研究，推導(dǎo)出了橢圓諧振縫隙的歸一化電導(dǎo)計算公式，結(jié)合電磁場仿真軟件和傳輸線理論給出了橢圓縫隙陣列的設(shè)計方法。最后基于SAR系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計了一個X波段的8單元波導(dǎo)縫隙陣列，測試結(jié)果與仿真結(jié)果具有較好的一致性。
　　 (5)利用不同平行板波導(dǎo)之間的傳播相速的不同