圆极化平衡雷达射频前端技术研究

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连续波雷达系统在军用和民用领域得到愈来愈广泛的应用,但是连续波雷达单天线系统最大的问题——发射信号泄漏,会大大影响接收机的灵敏度,从而降低连续波雷达性能,故解决发射信号泄漏问题成了当下该雷达系统的研究热点之一。本文基于微带无源结构,研究了两种平衡雷达前端泄漏对消结构,具体研究内容包括:第一、对基于无源对消结构的平衡雷达射频前端结构进行研究,对多种平衡结构进行泄漏对消分析,指出其优缺点。第二、在现有平衡结构的基础上提出一种圆极化平衡雷达射频前端结构,通过在原有网络中添加交叉结和移相器,使得该前端能够实现发射信号泄漏、天线反射和天线互耦的对消同时,还可以实现前端天线辐射圆极化波。最终使得圆极化平衡雷达前端收发隔离度达到50dB左右,轴比小于3dB。第三、对平衡馈电网络仿真过程中天线方向图变形和轴比变差等问题进行研究改善,通过一些措施使得整个圆极化平衡前端的轴比小于3dB,天线方向图规整。第四、在平衡雷达射频前端的基础上对其进行部分改动,提出了一种变极化平衡馈电网络结构。该结构能够实现发射信号泄漏、天线反射和部分天线互耦的对消,同时还可以通过对发射信号的控制实现主要左右旋圆极化的切换。为了弥补变极化平衡馈电结构部分天线互耦难以对消的问题,设计了缝隙耦合馈电高隔离度双极化天线,天线馈点之间隔离度达到45dB左右。最终整个变极化平衡馈电网络仿真和加工实测均实现了40dB左右的收发隔离度,同时还可以实现左/右旋圆极化以及线极化之间的切换。
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