關(guān)于94千兆赫的二維鏡頭棧設(shè)計(jì)

Dirk Nüßler, Ralf Brauns, 漢斯赫爾穆特富克斯省。
毫米波雷達(dá)和高頻傳感器應(yīng)用科學(xué)研究所。
D-53343 Wachtberg-Werthhoven，德國(guó) nuessler@fgan.de

摘 要：
發(fā)展相控陣系統(tǒng)是一個(gè)最雄心勃勃的研究領(lǐng)域的毫米波頻率范圍內(nèi)。不同的做法已在過(guò)去，實(shí)現(xiàn)相控陣天線的頻率范圍。不幸的是，直到目前沒(méi)有成本效益的解決方案能夠?qū)崿F(xiàn)。羅特曼透鏡可以是有用的多波束形成網(wǎng)絡(luò)的線性天線，提供寬帶的優(yōu)勢(shì)，性能和生產(chǎn)成本低。鏡頭的設(shè)計(jì)，如羅特曼透鏡提供了一個(gè)極為不利;只能實(shí)現(xiàn)線性掃描的一個(gè)層面。對(duì)許多應(yīng)用二維掃描方位和海拔在同一時(shí)間是必要的。為了解決這個(gè)問(wèn)題二維鏡頭棧實(shí)現(xiàn)。這項(xiàng)工作提出了設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)羅特曼透鏡堆疊在94GHz 。建筑是完全實(shí)現(xiàn)的波導(dǎo)技術(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論思考和電磁仿真。

關(guān)鍵詞： 羅特曼透鏡，毫米波，多波束天線，二維鏡頭棧

導(dǎo) 言
相控陣系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是明確的，他們速度快于機(jī)械掃描儀，就可以改變其天線位置瞬間任何立場(chǎng)和它們所提供的機(jī)會(huì)，自適應(yīng)波束形成。但另一方面相控陣天線的價(jià)格昂貴，生產(chǎn)高損失毫米波頻率范圍和/或不具備的更高毫米波頻率范圍。實(shí)現(xiàn)掃描天線概念在毫米波頻率范圍內(nèi)的多波束天線具有更多的優(yōu)點(diǎn)。的主要優(yōu)點(diǎn)是有可能產(chǎn)生的鏡頭下微波到光頻范圍。鏡頭的設(shè)計(jì)，成本比有源相控陣系統(tǒng)，可以大量生產(chǎn)。它們提供了一個(gè)更大的帶寬比一般的有源相控陣系統(tǒng)，但他們只能改變束流位置固定的步驟和需要許多發(fā)射/接收通道或一個(gè)復(fù)雜的開(kāi)關(guān)矩陣。一個(gè)最大的缺點(diǎn)，最透鏡系統(tǒng)是缺乏掃描兩個(gè)方向。
最常見(jiàn)的鏡頭系統(tǒng)中使用的雷達(dá)系統(tǒng)是羅特曼鏡頭。的概念，這個(gè)鏡頭是由羅特曼和特納在60年代早期[ 1 ] 。大多數(shù)的鏡頭設(shè)計(jì)在過(guò)去的百年已經(jīng)制訂了在微波頻率范圍。的第一只鏡頭的設(shè)計(jì)波導(dǎo)設(shè)計(jì)，顯示良好的寬帶掃描性能。今天最羅特曼透鏡制訂了微帶技術(shù)microw頻率范圍。申請(qǐng)書(shū)的內(nèi)容涉及軍事系統(tǒng)，通信系統(tǒng)和雷達(dá)應(yīng)用的民間市場(chǎng)。
喬治亞理工大學(xué)展示了第一羅特曼透鏡波導(dǎo)設(shè)計(jì)在較低的毫米波頻率范圍內(nèi)。設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了由33 GHz到37 GHz的矩形波導(dǎo)的設(shè)計(jì)。他們的原型科技格魯吉亞用鏡頭設(shè)計(jì)與波導(dǎo)垂直方向[ 2 ] ?，F(xiàn)在的主要問(wèn)題的鏡頭設(shè)計(jì)在該頻率范圍內(nèi)，或更高的頻率是缺乏低損耗電纜技術(shù)。根據(jù)公布的結(jié)果是從格魯吉亞科技試圖實(shí)現(xiàn)羅特曼透鏡采用矩形波導(dǎo)的互連線之間的天線孔徑和天線輪廓的鏡頭。減少總的規(guī)模，例如波導(dǎo)饋系統(tǒng)在選定的94 GHz的設(shè)計(jì)結(jié)合了平行板區(qū)域，天線陣列和互連傳輸線在單一平面塊。