太赫茲反射陣天線研究

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1、密級：公開碩士學(xué)位論文太赫茲反射陣天線研究ResearchonTHzReflectarrayAntenna研究生姓名：姚家瑋學(xué)科專業(yè)：儀器科學(xué)與技術(shù)導(dǎo)師姓名：劉昊完成日期：2018.5.30中國航天科技集團公司第一研究院TheFirstAcademyofChinaAerospaceScienceandTechnologyCorporation獨創(chuàng)性聲明作者鄭重聲明：本碩士學(xué)位論文是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行的研究工作及取得研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫的研究成果，也不包含為獲得中國航天科技集團公司第一研究院或者其他單

2、位的學(xué)位或證書所使用過的材料一。與我同工作的同志對本研究所做的貢獻均已在論文中做了明確的說明并表示了謝意。金途４作者簽名：。＇導(dǎo)師簽名：篆日期：中國航天科技集團公司第一研究院碩士學(xué)位論文摘要Pillbox天線結(jié)構(gòu)緊湊、易于加工、成本低廉，并且能夠?qū)崿F(xiàn)快速波束掃描，其獨特的扇形掃描波束可用于太赫茲成像領(lǐng)域?，F(xiàn)有的pillbox天線通常采用機械旋轉(zhuǎn)副反射面的方式實現(xiàn)一維波束掃描，掃描速度受到副反射面轉(zhuǎn)速的限制。為了提高pillbox天線的波束掃描速度，本文提出了一種新型的基于pillbox結(jié)構(gòu)的反射陣天線，采用可重構(gòu)反射陣列替代傳統(tǒng)pillbox天線的拋物柱面反射

3、面，實現(xiàn)了pillbox天線的波束電掃描，對于提高太赫茲成像的圖像刷新率具有重要意義。本文工作內(nèi)容包括：1)設(shè)計并優(yōu)化了pillbox天線的主體結(jié)構(gòu)，并進行了加工和測試，該pillbox主體結(jié)構(gòu)將作為新型反射陣天線的饋源。2)結(jié)合對微帶電路移相特性的理論分析，選取合適的PCB板材設(shè)計了縫隙耦合微帶反射陣單元。該反射陣單元損耗小、移相范圍大，且易于與微帶移相電路進行集成。3)采用該反射陣單元設(shè)計了0.1THz波段基于pillbox結(jié)構(gòu)的新型固定波束反射陣天線，仿真實現(xiàn)了59.6%的口徑效率，相對帶寬9.3%。4)在電路理論分析的基礎(chǔ)上改進了基于PIN二極管的微帶移相電路，采用改進的移相電

4、路設(shè)計了微帶移相單元，在0.1THz波段實現(xiàn)了1位電控移相。5)采用該電控移相單元設(shè)計了0.1THz波段基于pillbox的新型電掃描反射陣天線，對陣面相位補償進行了優(yōu)化，并進行了全模型仿真驗證，實現(xiàn)了30°一維波束掃描。關(guān)鍵詞：微帶反射陣；Pillbox天線；PIN二極管；W波段；電掃描-I-太赫茲反射陣天線研究ResearchonTHzReflectarrayAntennaAbstractPillboxantenna,whichcanbeusedforfastterahertzsyntheticapertureimaging,hasmanyadvantages,includings

5、mallsize,simplemanufactureprocess,lowcostandfastbeamscanningcapability.Atpresent,pillboxantennausuallyusesamechanicalrotatingsub-reflectortoachieveone-dimensionalbeamscanning,andthescanningspeedislimitedbytherotatingspeedofthesub-reflector.Inordertoimprovethebeamscanningspeedofthepillboxantenna,

6、anovelreflectarrayantennabasedonpillboxstructureisproposedinthispaper.Theparabolicreflectorofthetraditionalpillboxantennaisreplacedbyareconfigurablemicrostripreflectarray.Andelectronicallybeamscanningofpillboxantennaisachieved,whichisofgreatsignificancetoimprovetherefreshrateofterahertzimaging.S

7、pecificworksareasfollows:1)Themainstructureofthepillboxantennaisdesigned,optimized,manufacturedandtested,whichwillbeusedasthefeedstructureofthenovelreflectarrayantenna.2)Basedontheoreticalanalysisofthemicrostripcircuit’sphas