高功率微波波導非諧振縫隙天線陣研究.pdf

1、隨著高功率微波技術的快速發(fā)展，常規(guī)天線已經不能滿足高功率微波應用化的需求，設計出結構緊湊、功率容量高、環(huán)境適應性強的發(fā)射天線成為亟待解決的課題。與此同時，天線作為高功率微波系統(tǒng)的終端，其結構和性能也會影響整體的設計。隨著高功率微波系統(tǒng)要求越來越高，原有的天線在某些環(huán)境下已不再適用，而波導縫隙天線因其具有功率容量高、結構簡單、組陣方便等優(yōu)點成為新的發(fā)展方向。本課題根據應用需求，探索 L波段波導寬邊非諧振縫隙天線，它是一種功率容量高、結構緊

2、湊的平板陣列天線，對設計高功率、低剖面的天線理論設計及應用研究具有重要參考價值，同時為了進一步實現(xiàn)縫隙陣列天線的二維掃描，對鐵電體移相器在高功率微波領域的應用進行了初步探索。論文的研究內容主要包括以下幾個方面：
　　1.波導非諧振縫隙天線的基本理論
　　研究非諧振波導縫隙（寬邊縫隙）天線陣列在高功率微波領域的應用，利用其單位長度縫隙數(shù)目多、每個縫隙分配耦合功率相對較小的特點設計出具有較高功率容量的高功率微波天線，利用其縫隙開

3、于寬邊，波導窄邊可以較小的特點設計出高度較低的L波段陣列天線，滿足實際應用。
　　2.波導非諧振縫隙天線單根及陣列的設計與仿真
　　建立相應模型以提取結構參數(shù)與歸一化等效電阻的關系，同時采用減小波導窄邊長度的方法進一步提高歸一化等效電阻，從而在較短的天線長度內實現(xiàn)較高的輻射效率。根據應用環(huán)境設計相應的輸入輸出端口，最終設計出單根波導非諧振縫隙天線的增益達到17.9dB，遠場波束方向在E面偏離法向29.7°，功率容量可達1.6

4、GW以上。對于組陣后的波導天線，修正了不同位置波導上縫隙受環(huán)境的影響，使得陣列天線不同波導上的輻射電場較為均勻，所設計的陣列天線在 H面波束方向可實現(xiàn)±39°的掃描，增益保持在23.3dB以上，功率容量可達6GW以上。
　　3.單根波導非諧振縫隙天線的實驗研究
　　對單根波導縫隙天線進行了工程設計和加工，并對所設計的天線進行冷測。實驗結果表明：L波段中心頻率附近天線的反射低于-20dB；天線罩前200mm處所測的近場電場與仿

5、真結果相近；受暗室測試距離影響，在距離天線6.8m處測量了天線的近場方向圖，測得近場方向圖增益為16.93dB（近場理論為16.71dB），主瓣方向偏離法向30°，方向圖與理論設計結果吻合良好。
　　4.鐵電體移相器在高功率微波領域應用的可行性分析
　　鐵電體的移相性所需偏置電場與高功率微波領域的電場幅值相近，為了實現(xiàn)鐵電體移相器在高功率微波領域的應用，需要研究高功率微波對鐵電體移相器介電特性的影響。利用時域有限差分法分析不