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基片集成波导技术是近年来兴起的一种微波毫米波元部件平面集成技术。本文重点研究共形基片集成波导缝隙阵天线,日本学者Shinichi Yamamoto等曾用杆壁波导(Post- Wall Wavegudie)技术在平面上实现Butler多波束天线,本文利用基片集成波导技术首次提出并实现了圆柱面共形多波束阵列天线。论文主要工作包括:
1.借助缝隙天线的传统设计方法结合基片集成波导技术设计共形天线。从传统矩形波导缝隙阵天线出发,编程计算初值,再用等效模型法设计出基片集成波导缝隙阵天线的结构,最后用仿真软件优化得到圆柱面共形基片集成波导缝隙阵天线。采用PCB工艺加工制作了实验样品并进行了测试,实测结果与设计结果一致。
2.基于基片集成波导设计了圆柱面共形Butler多波束矩阵。先设计基片集成结构的耦合器和移相器,然后将这些耦合器和移相器按照Butler结构组合在一起,再对其进行整体优化,并且分析耦合器和移相器某些结构对Butler矩阵性能的影响。经过大量的仿真计算得到满意的设计结果。
3.将优化设计的缝隙阵天线组成阵列并且利用以上的Butler矩阵为天线阵馈电,设计出共形多波束天线阵。在设计过程中,推导了圆柱面共形天线阵远场方向图计算公式,提高了设计准确性。最后对研制的共形四波束天线阵进行了测试,实测结果与设计结果吻合。