摘要漏波天线的特点是其主波束辐射角指向随频率变化（频扫功能）。本文主要研究了关于X波段基于复合左右手(CRLH)材料的基片集成波导结构的漏波天线的设计,能够突破传统漏波天线单边频扫的限制。本文的主要内容主要包括左手材料的特性和实现、基片集成波导的基本结构和研究分析方法、漏波天线理论以及基于CST软件的频扫天线阵列的设计及分析，其中设计分析环节主要包括CRLH单元电路模型、色散图的研究；天线阵列的方向图、电场分布、增益、效率以及副瓣电平的分析。本次设计共采用22个CRLH单元阵列构成频扫天线阵列，实现了在X波段-30°至60°的大角度频扫以及低副瓣。80576

毕业论文关键词  复合左右手材料  频扫  漏波天线  基片集成波导  X波段

毕业设计说明书外文摘要

Title    Design of A X-Band Frequency-Scanning Antenna Array             

Abstract The feature of a leaky-wave antenna is the radiation angle of the main beam changes  when the frequency sweep(frequency-scanning function)。 This paper studies a X-band leaky-wave antenna based on composited right/left-hand (CRLH) substrate integrated waveguide（SIW）, breaking the restrictions of unilateral frequency-scanning of conventional leaky-wave antenna。 This paper mainly includes characteristics and achievements of left-handed materials, basic structures and research techniques of SIW, theories of leaky-wave antennas and the design of frequency-scanning antenna array based on CST software。 The process of design includes the CRLH structure and dispersion diagram of an unit model and the analysis of the radiation pattern, electric field distribution, gain, efficiency and sidelobe of the antenna array。 The frequency-scanning antenna array has a total of 22 CRLH elements, achieving a wide-angle scanning from-30°to 60°at X-band and low sidelobe is achieved。

Keywords  CRLH materials   frequency-scanning   leaky-wave antenna   SIW  X-band

目   次

1  绪论 1

2  左手材料  5

2。1  左手材料简介 5

2。2  左手材料特性 5

2。3  左手材料实现 7

3  基片集成波导  10

3。1  基片集成波导基本结构 10

3。2  基片集成波导研究分析方法 10

4  频扫天线 13

4。1  漏波天线理论 13

4。2  漏波结构设计与分析 14

4。3  频扫天线阵列设计  18

结论  25

致谢  26

参考文献27

1  绪论

1。1  研究背景

    随着科学技术的不断发展进步，目前人们对于现代雷达通信方面的要求也越来越高，特别是对雷达天线波瓣实现快速扫描提出了更高的要求；而仅依赖天线自身的机械运动无法达到人类目前的各种要求，于是电扫描天线技术就被研究开发并引入到雷达领域。运用电扫描天线技术的雷达叫做电扫描雷达，该技术不仅能满足波束指向以及形状的快速灵活改变的需求，并且较容易形成多波束天线。使用该项新技术替代传统机械扫描可以使扫描所耗时间减少至微秒级。使用此种技术的雷达可以实现跟踪多目标、提升观测精度以及稳定性、扩大雷达测量角度范围。

X波段的频率范围一般是指8-12 GHz,其在空间应用方面十分广泛，有广播卫星、气象卫星、地球探测卫星以及通讯卫星；此外还有X波段固态功率放大器以及X波段雷达，后者被广泛应用于军事领域和气象领域。