论文部分内容阅读
宽带相控阵雷达是适应未来战争需要和国民经济发展的新型高性能雷达。在目标成像、分类识别、低仰角跟踪以及反干扰、对付反辐射导弹等方面都有十分重要的作用。本文主要针对X波段宽带相控阵天线的需求设计了几种小型宽带天线单元,分析了天线单元的阵中特性,并根据天线单元的物理尺寸和电气性能研究了不同的组阵方式。重点开展了以下研究工作。(1)设计了两种电大尺寸的Vivaldi天线,实现了宽带匹配及8GHz～14GHz内10dB以上的天线增益。设计了一种新型的超宽带微带转CPS巴伦电路,并将其应用于Vivaldi天线的馈电结构。设计了一种X波段小型化Vivaldi天线,制作了5元线阵,结果表明:X波段内,该天线具备良好的阻抗匹配性和较宽的方向图波瓣。(2)通过对Vivaldi天线的张角末端和外边缘作曲线化处理,设计了一种低剖面、宽带宽角的“兔耳”形天线,其辐射部分的面积为X波段小型化Vivaldi天线的33%,且方向图特性类似偶极子天线。通过在天线的适当位置上开槽,设计了一种开槽“兔耳”形天线,使X波段内天线的阻抗匹配性和方向图增益有了明显改善。将天线单元组成E面间距为22mm、H面间距为15mm的三角栅格阵列。设计了一个开槽“兔耳”形天线的32元泰勒加权低副瓣线阵。制作了天线单元、8元线阵等实物,结果表明:X波段内,开槽“兔耳”型天线具备良好的阻抗匹配性、稳定的方向图和增益,能够实现H面宽角扫描。(3)设计了一种基于耦合效应的X波段Vivaldi天线,其口径宽度缩减至14mm,相当于X波段小型化Vivaldi天线的70%。将天线单元组成E面间距为14mm、H面间距为15mm的三角栅格阵列。制作了7元线阵实物。结果表明该Vivaldi天线在X波段内具有良好的阻抗匹配性以及较宽的波束宽度,能够实现两维宽角扫描,且在8GHz～16GHz的倍频程内具备稳定的方向图波瓣和增益。(4)设计和制作了一种带反射板的“泪滴”形振臂天线,结果表明该天线VSWR<2的阻抗带宽达到104%。