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近年来,相控阵天线作为民用和军用天线技术的一个重要发展方向备受关注,对相控阵天线关键技术的研究也成为天线研究的一个重要课题。论文研究了相控阵天线的两个重要的组件--高增益阵列天线和数字移相器。具体工作和贡献包括:
1.论文从降低微带天线表面波理论出发设计出一种Ku波段新型的高增益降低表面波(RSW)天线,这种天线采用了贴片中心接地短路墙的结构有效的降低了表面波从而提高辐射性能,天线增益能达到10dBi以上;然后采用串联馈电网络结构将这种天线组成四单元阵列天线;在此基础上对天线结构进行了改进设计出一种进一步提高增益的S波段高增益降低表面波(RSW)天线,天线增益达到11dBi以上;最后采用加载金属孔径贴片的方式对设计的Ku波段天线以及阵列进行改进,进一步提高天线增益,设计出Ku波段超高增益天线和阵列。
2.论文从移相器的基本理论出发,设计四个不同相位的移相器,四个基本移相位分别是22.5度,45度,90度和180度,其中两个较小相位的移相器采用负载型移相器,其余两个较大相位的移相器采用开关型移相器,其中负载型移相器采用高频开关二极管作为电路开关。每个移相器相位误差等电路性能均满足设计要求。在此基础上将四个单个移相器组合成为四位微带型数字移相器,整体电路性能满足设计要求实现了精确的移相作用。
综上所述,本文设计的高增益阵列天线和微带型数字移相器达到很好的性能,作为相控阵天线的重要组件,有望在相控阵天线系统中得到应用,为整个相控阵天线系统性能的提高做出贡献。