雷达馈线技术PDF电子书下载

第1章 概论 1

1.1 馈线的基本特性 2

1.1.1 作用 2

1.1.2 功能 2

1.2 技术特点 3

1.2.1 频率特性 3

1.2.2 性能指标要求 4

1.2.3 关键技术特性 5

1.3 设计基础 6

1.3.1 传输线基本理论 6

1.3.2 微波等效网络概念 9

1.3.3 微波CAD的应用 11

1.4 馈电方式 12

1.4.1 强迫馈电 12

1.4.2 空间馈电 12

1.4.3 不同平台的雷达馈线 13

1.5 馈线发展趋势 17

1.5.1 频带更宽、频率更高 17

1.5.2 一体化设计制造 18

1.5.3 高集成度有源阵面中的馈线 18

1.5.4 新型元器件对馈线技术的推动 20

参考文献 20

第2章 传输线 22

2.1 概述 23

2.2 同轴线及同轴电缆 23

2.2.1 同轴线中TEM模的特性参数 24

2.2.2 同轴线中的高次模 25

2.2.3 同轴线尺寸的选择 26

2.2.4 同轴电缆 28

2.2.5 射频同轴连接器 28

2.3 带状线 29

2.4 微带线 31

2.5 耦合带状线和耦合微带线 33

2.6 矩形波导 37

2.6.1 矩形波导中的电磁场和模式分布 37

2.6.2 矩形波导的特性参数 39

2.6.3 矩形波导结构、材料和尺寸的选择 40

2.7 圆波导 42

2.7.1 圆波导中的电磁场和模式分布 43

2.7.2 圆波导的特性参数 44

2.7.3 圆波导尺寸的选择 45

2.7.4 圆波导中三个常用模式 46

2.8 槽线 46

2.9 共面波导 48

2.10 脊形波导 50

参考文献 51

第3章 微波网络基础 52

3.1 概述 53

3.2 常用网络矩阵 54

3.2.1 定义、相互关系 54

3.2.2 几种基本电路单元的网络矩阵 56

3.3 微波网络的一些特性 57

3.3.1 微波无耗网络 58

3.3.2 微波无耗可逆网络 59

3.4 微波网络的互连组合 63

3.4.1 矩阵计算式 63

3.4.2 单参量计算式 65

3.5 微波网络的工作特性参量 66

3.5.1 二端口网络的工作特性参量 66

3.5.2 n端口网络的工作特性参量 67

3.6 长馈线系统总反射系数的计算 71

3.6.1 单通道馈电网络总反射系数的计算 71

3.6.2 多通道馈电网络总反射系数的计算 74

3.7 n端口S参数测量中外接失配误差的修正方法 77

3.7.1 视在S参数修正方法 78

3.7.2 Γ—R参数R修正方法 78

3.7.3 数值验证 79

3.8 消除长测试电缆运动引起测量误差的方法 79

3.8.1 双电缆、四电缆测试法 79

3.8.2 交叉换位测试法 82

参考文献 83

第4章 雷达馈线常用微波无源器件 85

4.1 概述 86

4.2 定向耦合器 86

4.2.1 平面电路定向耦合器 87

4.2.2 圆内导体定向耦合器 95

4.2.3 波导定向耦合器 96

4.3 电桥 101

4.3.1 环形电桥 102

4.3.2 分支线电桥 104

4.3.3 波导电桥 106

4.4 单T、双T 109

4.4.1 同轴单T、双T 109

4.4.2 波导单T、双T 112

4.5 功率分配器与功率分配网络 115

4.5.1 威尔金森功率分配器 115

4.5.2 渐变线功率分配器 117

4.5.3 径向功率分配器 120

4.5.4 并馈功率分配网络 121

4.6 衰减器 124

4.6.1 吸收式衰减器 124

4.6.2 截止式衰减器 125

4.7 微波幅度均衡器 126

4.7.1 集总式幅度均衡器 126

4.7.2 分布式幅度均衡器 128

4.7.3 宽带微波幅度均衡器 132

4.8 密封窗 133

参考文献 136

第5章 电控微波元器件与T/R组件 138

5.1 PIN开关 139

5.1.1 开关基本单元与设计方法 139

5.1.2 PIN管芯的安装与影响 142

5.2 电控移相器 144

5.2.1 开关线式数字移相器 144

5.2.2 反射式数字移相器 146

5.2.3 加载线式移相器 147

5.2.4 高低通网络式数控移相器 149

5.3 电控衰减器 151

5.3.1 双管匹配衰减器 152

5.3.2 三级混合型衰减器 153

5.3.3 吸收型阵列式衰减器 154

5.3.4 场效应管电调衰减器 156

5.4 限幅器 156

5.4.1 设计方法 156

5.4.2 典型器件 158

5.5 变极化开关电路 160

5.6 实时延迟线 161

5.6.1 延迟线的作用及与移相器的区别 161

5.6.2 微波延迟线的实现方法 161

5.7 T/R组件 164

5.7.1 T/R组件的应用 165

5.7.2 T/R组件组成与设计 166

5.7.3 T/R组件的工艺与制造 168

5.7.4 典型设计案例 169

5.7.5 T/R组件的发展与新技术 171

参考文献 177

第6章 新型微波特种元器件 178

6.1 射频MEMS技术及其器件 179

6.1.1 概述 179

6.1.2 不可控RF MEMS 180

6.1.3 可控RF MEMS 183

6.1.4 RF MEMS组件 188

6.1.5 RF MEMS的应用 191

6.2 频谱和谐波滤波器 194

6.2.1 简介 194

6.2.2 频谱滤波器 194

6.2.3 谐波反射滤波器 197

6.2.4 谐波吸收滤波器 203

6.3 复合左右手（CRLH）传输线及其器件 209

6.3.1 CRLH传输线的实现 209

6.3.2 CRLH传输线的器件及应用 211

6.3.3 展望及有待改进之处 221

参考文献 221

第7章 雷达系统中微波旋转关节 224

7.1 微波旋转关节分类与要求 225

7.1.1 旋转关节的分类 225

7.1.2 旋转关节的技术参数 225

7.2 微波旋转关节设计基础 228

7.2.1 微波旋转关节波型转换器 228

7.2.2 微波旋转关节中的扼流结构 230

7.3 单通道微波旋转关节设计 236

7.3.1 单通道同轴型微波旋转关节 236

7.3.2 单通道波导型微波旋转关节 242

7.4 双通道微波旋转关节 249

7.4.1 双通道同轴型微波旋转关节 249

7.4.2 双通道波导型微波旋转关节 251

7.5 多通道微波旋转关节 253

参考文献 256

第8章 天馈系统中的微波铁氧体器件 258

8.1 微波铁氧体材料和铁氧体器件基础 259

8.2 环行器／隔离器 261

8.2.1 结环行器 262

8.2.2 波导差相移环行器 281

8.3 移相器 283

8.3.1 矩形波导非互易移相器 285

8.3.2 Reggia-Spencer移相器 293

8.3.3 互易圆极化移相器 295

8.3.4 双模移相器 302

8.3.5 旋转场移相器 311

8.4 其他铁氧体器件 317

8.4.1 铁氧体开关 317

8.4.2 铁氧体调制器 320

8.4.3 铁氧体变极化器 324

参考文献 330

第9章 反射面天线雷达中的微波馈线 333

9.1 概述 334

9.2 微波和差网络 334

9.2.1 微波和差网络性能对测角波束的影响 335

9.2.2 典型和差器 337

9.2.3 四喇叭形式的微波和差网络 337

9.2.4 五喇叭形式的馈线和差网络 338

9.2.5 五喇叭形式中的“先差后圆”和差网络 339

9.2.6 差模自跟踪网络 340

9.3 变极化网络 342

9.3.1 圆极化变换器 342

9.3.2 可变极化网络 342

9.3.3 双发双收网络 343

9.4 单脉冲雷达馈线系统的常用器件 345

9.4.1 正交模耦合器 345

9.4.2 波导移相器 350

9.5 高功率设计技术 358

9.5.1 高功率设计技术的由来 358

9.5.2 矩形波导传输线的功率容量 358

参考文献 362

第10章 阵列天线雷达的微波馈线网络 364

10.1 单波束天线微波馈线网络 365

10.1.1 并馈网络 365

10.1.2 串馈网络 366

10.1.3 串并馈混合网络 368

10.2 多波束天线微波馈线网络 369

10.2.1 分配／合成式多波束网络 369

10.2.2 Blass矩阵 370

10.2.3 Butler矩阵 370

10.3 单脉冲阵列天线微波馈线网络 374

10.3.1 馈电方式 374

10.3.2 兼顾比相、比幅单脉冲的馈线 377

10.3.3 有源相控阵中的馈线设计准则 379

10.4 单脉冲馈电网络在和分布约束下的优化设计 380

10.4.1 传统测量方法 380

10.4.2 部分独立台阶概念与优化模型 381

10.4.3 应用实例 384

10.5 相控阵馈电网络精度的阵面修正补偿技术 385

10.5.1 问题的提出 386

10.5.2 修正补偿方法 386

10.6 阵列天线的天馈一体化研究与应用 388

10.6.1 问题的提出 388

10.6.2 理论分析 389

10.6.3 实例验证 392

10.7 相控阵天线大瞬时带宽、宽扫描角的延迟补偿技术 392

10.7.1 相控阵天线对雷达信号瞬时带宽的限制 392

10.7.2 瞬时信号带宽受天线孔径渡越时间的限制 393

10.7.3 频带变化对波束指向的影响与所需移相器和延迟线的频率特性 394

参考文献 396

第11章 有源阵面微波系统监测的设计 397

11.1 概述 398

11.1.1 设计考虑 399

11.1.2 有源阵面微波监测的几种常规方案 400

11.2 典型有源相控阵天线系统的监测方案 409

11.2.1 典型有源相控阵天线系统模型 409

11.2.2 天线系统性能分析 412

11.2.3 天线阵面监测系统 416

11.3 监测系统误差 420

11.3.1 测量设备误差 420

11.3.2 相控阵天线和测量喇叭的相互位置引起的误差 422

11.3.3 相控阵天线接收通道泄漏引起的误差 424

11.3.4 换相测量法 426

11.4 监测和校准方法 427

11.5 实施结果 428

参考文献 431