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长条形雷达天线结构设计研究
摘要
雷达技术在国防安全、空中交通管制、气象预测等方面有着广泛的应用。而天线是雷达的核心部件，能直接决定雷达的性能指标。本文主要探讨长条形雷达天线的结构设计，分别从天线的极化方式、辐射方向图、输入阻抗、带宽等方面进行研究，最终设计出适用于X波段的长条形天线。通过仿真与实验验证，证明该天线具有较好的性能和工艺可行性，具有一定的参考价值。
关键词：雷达天线，长条形天线，极化方式，辐射方向图，输入阻抗，带宽
Abstract
Radartechnologyhasbeenwidelyusedinnationaldefensesafety,airtrafficcontrol,meteorologicalforecastingandotherfields.Theantennaisthecorecomponentofradar,whichcandirectlydeterminetheperformanceindicatorsofradar.Thispapermainlydiscussesthestructuraldesignoflongstripradarantenna,andinvestigatesfromthepolarizationmode,radiationdirectiondiagram,inputimpedance,bandwidthandotheraspects,andfinallydesignsalongstripantennasuitableforX-band.Throughsimulationandexperimentalverification,itisprovedthattheantennahasgoodperformanceandprocessfeasibility,andhascertainreferencesignificance.
Keywords:radarantenna,longstripantenna,polarizationmode,radiationdirectiondiagram,inputimpedance,bandwidth
一、绪论
雷达天线是雷达系统的重要组成部分，如果有一个好的天线设计，能够大大提高雷达系统的性能，尤其是在较远的距离下，它是决定雷达检测的距离和精度的因素之一。而且，雷达在不同的应用场合或所需的指标不同，需要设计不同类型的天线，其中长条形天线具有一些独特的特点。本文主要从长条形雷达天线的极化方式、辐射方向图、输入阻抗、带宽等方面进行研究，最终得出适用于X波段的长条形天线。
二、长条形雷达天线的极化方式设计
极化方式是雷达天线的重要参数之一，影响了天线的天线增益、副瓣功率等性能指标。根据雷达工作频率、应用场合及指标需求设计天线的极化方式，一般可分为水平极化、垂直极化、倾斜极化、圆极化等多种方式。
针对本文研究的长条形天线，我们选取了垂直极化的设计方案，其原因如下：
（1）在水平方向上偏振，可以有效抵抗水平方向散射阻碍。
（2）垂直极化的另一个好处是，可以减少电磁波在跑道上的反射。
（3）垂直极化还可以最大程度的抑制多径效应和回波散射，减少了目标识别的难度。
（4）长条形天线垂直极化还可以在保持一定方向性的同时，提高垂直接收效果。
三、长条形雷达天线的辐射方向图设计
辐射方向图是天线性能的重要参考指标，与天线阵列的结构有关。
射线柿状分布天线是常用于雷达中的一种方案。其辐射模式呈现为柿状，环状等，而柿状辐射特性可以用于方向锁定，环状辐射特性可以用于地面舰艇目标的搜索和捕获。本文中，我们采用了一种辐射状的设计方案，可以在整个方向上具有较好的天线特性。
四、长条形雷达天线的输入阻抗设计
输入阻抗是指天线末端电缆上的电压电流比值，它是影响天线工作性能的一个重要参数。地面反射系数、夹杂物、阻抗失配等因素会引起天线端口的阻抗变化，从而降低了天线性能，减小了天线的接收效率）。本文通过改变长条形天线的大小和结构，设计出适合X波段的天线结构，有效提高了天线输入阻抗的稳定性。
五、长条形雷达天线的带宽设计
带宽是指天线频段的范围，也称为天线频宽。在雷达应用中，天线的工作带宽一般要求较大，能够适应不同距离、速度、载荷等复杂环境下的应用需求。对于本文研究的长条形天线，我们采用了优化结构设计的方式，通过增加天线的长度和宽度，实现了X波段的应用，并保持了较好的性能指标。
六、仿真与实验分析
本文仿真采用了基于MATLAB的天线仿真软件，同时进行了长条形雷达天线的实际制作和测试。仿真结果显示，在长条形雷达天线的设计参数范围内，其极化方式、辐射方向图、输入阻抗、带宽等指标符合设计要求，表现出很好的性能，并且实验结果与仿真结果相对比，具有一定的可行性和参考价值。
七、结论
本文主要