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摘要随着卫星技术的发展，对星载天线的要求越来越高。相控阵天线作为常见的阵列天线，具有快速扫描、空间功率合成、多波束成形等能力，越来越多的应用在卫星上，本文结合实际工程需要，对星载相控阵天线进行优化设计。28073
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本文设计了两种相控阵天线。第一种为开口矩形波导平面阵列天线，阵列大小为 ；第二种为双频多层微带阵列天线，阵列大小为 ，与卫星圆柱面共形，减小了卫星飞行过程中遇到的阻力，并为该阵列天线设计了馈电网络。采用遗传算法和空间映射算法分析优化这两种天线在不同扫描角的方向图，降低其副瓣电平，优化后副瓣电平达到-20dB，增益大于20dB。
关键词 相控阵天线 矩形波导天线 微带天线 遗传算法 空间映射算法
毕业论文设计说明书外文摘要
Title The study on the optimization and design of the phased array antenna on satellites platform
Abstract
With the development of satellite technology, the requirement of array antenna of satellite is increasing. As a common array antenna, phased array antenna has the ability to achieve beam scanning rapidly, to synthesize space power and to form multi beam, and are applied in satellites increasingly. This thesis is concerned with analysis and optimization of the phased array antenna to satisfy the requirement of actual project.
In this thesis, two kinds of phased array antenna are designed and researched. The first is array scales of open rectangular waveguides. The size of the plane array is ; The other one is a dual band multilayer microstrip antenna array, with the satellite cylindrical conformal to reduce the resistance, the array size is . Moreover, the feed network is finally designed for the array. The genetic algorithm and space mapping method is used to analyze and optimize the radiation problems of phased array antennas to reduce the sidelobe level, and the optimized sidelobe level reaches -20dB and the gain is more than 20dB.
Keywords phased array antenna rectangular waveguide antenna microstrip antenna genetic algorithm space mapping
目 次
1 绪论 1
1.1 研究背景与意义 1
1.2 研究历史与现状 2
1.3 本文内容与安排 3
2 基本理论 4
2.1 天线基本理论 4
2.2 空间映射算法 10
2.3 遗传算法 11
3 开口矩形波导阵列天线设计 14
3.1 天线阵元设计 14
3.2 天线阵列设计优化 15
4 双频多层微带阵列天线设计 19
4.1 天线阵元设计 19
4.2 天线阵列设计优化 20
4.3 馈电网络设计 24
结 论 31
致 谢 32
参考文献33
附录A 研究成果 35
1 绪论
1.1 研究背景与意义
近年来，无线技术发展越来越快，通讯、雷达、导航等无线设备在我们的日常生活中越来越普遍，相信过不了多久，大部分有线设备将会被无线设备所取代。而任何无线电设备都要用到天线，天线用来发射和接受电磁波信息，在整个传输链路中至关重要[1]。
卫星对于我们来讲并不陌生，天气预报、卫星电话、手机导航等都与之息息相关，在偏远地区、灾区中卫星通讯是第一时间可以仰仗的通信设备，而且军用卫星对于国防至关重要，美国无人机“全球鹰”安装了卫星通信设备[2]，使得数据超远距离传输变为可能。而天线作为卫星不可或缺的一部分，星载天线的研究越来越受到重视，现代无线电设备对天线增益、方向图以及副瓣要求越来越高，单个天线已经无法满足，将天线组阵可以提高天线增益，降低天线副瓣电平。
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