【摘 要】
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机械旋转可重构反射阵天线是通过改变圆极化反射阵元的旋转角度,来调节阵元的反射信号相位,实现特定空间指向上的波束聚焦的一种新型可重构反射阵天线,具有结构简单、易于扩展、相位调节精度高等优点。但因其特殊的旋转结构,阵元的反射相位相对于传统的固定指向反射阵天线来说是可变的,具有一定的随机性,因此在使用之前需要对阵元的初始角度进行检测和补偿,以提高波束指向的精确度。本文提出了一种基于多目标位移测量雷达技术
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机械旋转可重构反射阵天线是通过改变圆极化反射阵元的旋转角度,来调节阵元的反射信号相位,实现特定空间指向上的波束聚焦的一种新型可重构反射阵天线,具有结构简单、易于扩展、相位调节精度高等优点。但因其特殊的旋转结构,阵元的反射相位相对于传统的固定指向反射阵天线来说是可变的,具有一定的随机性,因此在使用之前需要对阵元的初始角度进行检测和补偿,以提高波束指向的精确度。本文提出了一种基于多目标位移测量雷达技术的阵元相位补偿方案,通过对天线结构进行改进,设计了一种工作于C波段的旋转波束可重构反射阵天线。该方案在传统的机械旋转可重构反射阵天线的基础上增加了微波开关调制电路,基于射频传输线原理,通过在微波开关后面连接不同微波负载的方式实现对阵元的接收信号的2ASK调制,并以此对阵元的反射信号相位进行逐个测量,得出当前阵元与参考阵元的相位差,再将对应的旋转角度反馈到阵元后面的步进电机,实现对单个阵元的相位补偿。针对设计方案,本文首先对反射阵天线的基本知识和发展状况进行了介绍,分析其相位补偿原理并计算出特定波束指向上的阵元相位补偿矩阵,利用HFSS仿真软件对反射阵天线进行建模仿真,验证相位补偿原理的正确性;然后详细推导了基于2ASK调制的相位测量技术的原理,并介绍了相位补偿的原理分析和具体的补偿方案;通过对系统进行软硬件设计,来实现阵元的信号调制和具体的相位补偿流程控制,最终对整个系统进行了设计实现,制作了24阵元的反射阵模型并进行了相位补偿的基本测试,结果表明:该方案能够准确测量出阵元的反射信号相位并进行合理的补偿,对于提高旋转可重构反射阵天线的指向精度,降低安装调试难度具有重要意义。
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