雙極化相控陣天線(xiàn)單元設(shè)計(jì)及其陣列分析.pdf

1、雙極化相控陣天線(xiàn)是相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)的重要組成部分，它具有極化捷變、靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。普通雙極化天線(xiàn)大多數(shù)是通過(guò)對(duì)單一類(lèi)型天線(xiàn)正交饋電來(lái)實(shí)現(xiàn)雙極化，但設(shè)計(jì)自由度低、隔離度提高困難，而互補(bǔ)天線(xiàn)之間具有相同的輻射方向圖且電場(chǎng)與磁場(chǎng)互換，因此可以利用互補(bǔ)天線(xiàn)來(lái)設(shè)計(jì)雙極化天線(xiàn)。本文基于金屬環(huán)天線(xiàn)與縫隙環(huán)天線(xiàn)，設(shè)計(jì)了四種工作在C波段具有互補(bǔ)結(jié)構(gòu)的雙極化相控陣天線(xiàn)單元，主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　首先，介紹了基本縫隙輻射元、金屬環(huán)和縫隙環(huán)

2、的相關(guān)理論，然后根據(jù)上述理論設(shè)計(jì)了由環(huán)天線(xiàn)及其等效互補(bǔ)天線(xiàn)構(gòu)成的金屬環(huán)-矩形貼片雙極化天線(xiàn)、縫隙環(huán)-電振子雙極化天線(xiàn)，仿真結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的上述天線(xiàn)帶寬、交叉極化電平等指標(biāo)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，隔離度小于-20dB，兩極化電場(chǎng)在?=0°和?=90°平面在近似?40°角度范圍內(nèi)的正交。
　　其次，針對(duì)上述天線(xiàn)存在的方向圖一致性較差、隔離度低等問(wèn)題，根據(jù)金屬環(huán)和縫隙環(huán)為完全互補(bǔ)天線(xiàn)的原理，設(shè)計(jì)了基于金屬環(huán)和縫隙環(huán)的雙極化天線(xiàn)，仿真結(jié)果表明天線(xiàn)帶

3、寬、交叉極化電平等指標(biāo)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，并且隔離度提高到-29dB。由于金屬環(huán)難固定、不易小型化，且兩極化電場(chǎng)在?=0°平面僅在近似?18o的角度范圍內(nèi)正交，進(jìn)一步提出了基于微帶環(huán)和縫隙環(huán)的雙極化天線(xiàn)，該天線(xiàn)仿真的隔離度達(dá)到-35dB以下，兩極化方向圖波束寬度和增益基本相同，且輻射電場(chǎng)在?=0°和?=90°平面基本正交的角度范圍大于?80°。對(duì)該天線(xiàn)進(jìn)行加工測(cè)試，得到的測(cè)試結(jié)果與仿真結(jié)果較為吻合，驗(yàn)證了該雙極化天線(xiàn)設(shè)計(jì)的可行性。