基于Rotman透鏡多波束天線的分析與設(shè)計.pdf

1、近年來，隨著多波束陣列天線的應(yīng)用逐漸從多目標(biāo)跟蹤雷達(dá)、電子對抗、電子偵查等傳統(tǒng)軍事領(lǐng)域向高數(shù)據(jù)率無線通信、汽車防撞雷達(dá)、基站等新型民用領(lǐng)域迅猛發(fā)展，人們對多波束陣列天線的研究開始進(jìn)入高性能與低成本同時兼顧的時期。相比于相控陣，多波束形成網(wǎng)絡(luò)憑其低成本的優(yōu)勢正得到越來越多天線工程師的關(guān)注。Rotman透鏡是最常用的多波束形成網(wǎng)絡(luò)，具有寬頻帶、同時多波束、真時延、設(shè)計簡單等突出優(yōu)點。自1963年被提出以來，Rotman透鏡已被廣泛應(yīng)用于諸如

2、雷達(dá)、衛(wèi)星、無線通信等軍事領(lǐng)域與民用領(lǐng)域?，F(xiàn)階段關(guān)于Rotman透鏡的研究文獻(xiàn)有很多，但是大多集中于 Rotman透鏡的工程應(yīng)用方面，而對于 Rotman透鏡掃描角度小，體積大，陣列方向圖副瓣高等自身缺陷的改進(jìn)研究并不多。因此，對基于Rotman透鏡的多波束陣列天線技術(shù)開展系統(tǒng)的理論、設(shè)計與實驗研究，從而充分開發(fā)其潛在的技術(shù)優(yōu)勢就顯得很有必要。
　　本文從Rotman透鏡多波束陣列天線的基本原理著手，開展對其小型化、低副瓣、寬角掃

3、描及共形等方面的研究。本文的主要內(nèi)容如下：
　　首先，本文詳細(xì)地介紹了Rotman透鏡多波束陣列天線的研究背景、國內(nèi)外研究動態(tài)、工作原理及分析方法，并回顧了一些具有代表性的設(shè)計；在傳統(tǒng)的Rotman透鏡設(shè)計基礎(chǔ)上，針對傳統(tǒng)波導(dǎo)型Rotman透鏡尾部相位傳輸線的規(guī)模與尺寸過大的問題，本文通過向波導(dǎo)內(nèi)插入銷釘或使用不等寬波導(dǎo)來調(diào)相的方法，成功地縮小了波導(dǎo)型Rotman透鏡相位傳輸線的尺寸；先后對兩款改進(jìn)后的Ka波段波導(dǎo)型Rotman透

4、鏡多波束陣列天線進(jìn)行了加工測試，測試結(jié)果與仿真結(jié)果吻合良好。
　　其次，本文針對傳統(tǒng)矩形波導(dǎo)型Rotman透鏡陣列口間距受限的缺陷，提出采用單脊波導(dǎo)的形式設(shè)計Rotman透鏡，減小了透鏡陣列口間距，解決了天線陣由于陣因子?xùn)虐暝斐傻膹V角副瓣電平過高的問題；同時，本文針對傳統(tǒng)Rotman透鏡多波束陣列天線方向圖副瓣過高的問題，采用了多波束口同時饋電的方式，成功地減小了陣列天線方向圖的副瓣電平。
　　最后，本文針對傳統(tǒng) Rotma