3mm波束探測陣列研究及測試.pdf

1、隨著回旋管等大功率毫米波功率源技術的發(fā)展,毫米波系統(tǒng)輸出的功率越來越大,天線輻射波束在傳輸過程中受環(huán)境反射和多徑效應的影響越發(fā)明顯,使波束時間、空間分布畸變,嚴重影響了波束性能。本文采用毫米波檢波測試方法準確、實時測試大功率密度波束的時空分布。
　　本文以3mm波束探測陣列研究及測試為背景,采取檢波測試方法完成波束探測陣列方案設計。論文詳細研究了接收用天線,完成了單元天線的選型、陣列天線的布局,最后給出探測陣列系統(tǒng)設計和部分實驗測

2、試。主要包括以下四方面內(nèi)容:
　　(1)分析了單元天線:結合微帶天線的理論分析,完成3mm微帶天線設計,滿足S參數(shù)及方向圖要求;采用CST電磁仿真軟件對開口波導天線不同開口形式、不同長度、不同壁厚和含法蘭仿真,總結出開口波導結構參數(shù)對增益的影響規(guī)律。
　　(2)設計了陣列天線:分別仿真分析微帶天線和開口波導天線單元間的耦合度,結合兩單元天線各自的優(yōu)缺點,選定開口波導天線作為陣列用單元天線。再通過仿真分析開口波導陣列天線的增益

3、、方向圖和接收功率,確定了布局基本參數(shù)。綜合考慮被測波束直徑大小及效費比,完成1m×1m的陣列天線布局。
　　(3)設計了探測陣列系統(tǒng):首先,提出了探測陣列系統(tǒng)工作原理;其次,給出了接收系統(tǒng)中開口波導天線、衰減器、檢波器的參數(shù)指標;再次,設計完成系統(tǒng)的支撐結構,并完成組裝;第四,設計完成五選一開關陣列,將305路信號分5次切換到64路采集卡上完成數(shù)據(jù)采集;最后,設計完成數(shù)值信號處理系統(tǒng),可實時采集單通道的信號波形、實時顯示電壓值和

4、功率值?；胤趴娠@示2D波束效果。
　　(4)完成了測試實驗:首先,完成了一個100 mm×100 mm(分布為4×4)的探測陣列,驗證了理論、方案的正確性和實驗的可行性。最后,完成1m×1m的305通道的3mm波束探測陣列的初步實驗,取得了一定的實驗效果。
　　本文提出了另一種思路來研究大功率波束的時空分布。該3mm波束探測陣列系統(tǒng)可實現(xiàn)空間分辨率為25 mm,采樣頻率為200 Hz,對進一步研究毫米波大功率波束的應用具有一