基于喇叭單元的平面陣列天線研究.pdf

1、近些年，無線電技術(shù)發(fā)展迅速，近而要求天線電氣性能也不斷提高。現(xiàn)階段高容量移動通信系統(tǒng)要求天線具有可便攜、低輪廓、重量輕等特性，傳統(tǒng)反射面天線形式已經(jīng)不能滿足要求，而平面陣列天線是具有上述特點的天線。
　　本文以當(dāng)前衛(wèi)星通信天線、雷達天線工程應(yīng)用實踐為背景，針對天線組陣中的雙極化及圓極化特殊實現(xiàn)方法以及低副瓣要求展開研究，結(jié)合電磁仿真和試驗驗證的研究方法，采用喇叭作為基本天線單元優(yōu)化設(shè)計出幾種典型的平面陣列天線。
　　(1)為

2、實現(xiàn)雙極化、低副瓣平面陣列天線，本文采用探針饋電角錐喇叭作為基本輻射單元，采用低損耗準空氣同軸線構(gòu)建陣列饋電網(wǎng)絡(luò)，通過無源加權(quán)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)陣列俯仰面方向圖低旁瓣設(shè)計，同時結(jié)合反相饋電方法提高了天線極化端口隔離度、降低了交叉極化電平。采用陣列周圍加載扼流槽的方法實現(xiàn)天線方位面方向圖（兩單元）低旁瓣、寬波束覆蓋設(shè)計。實測結(jié)果表明：天線交叉極化抑制度大于35dB，兩極化端口隔離小于-35dB。該天線的特點：雙線極化共口徑輻射、極化鑒別度高、結(jié)構(gòu)緊

3、湊。
　　(2)為實現(xiàn)圓極化輻射陣列天線，采用單饋電實現(xiàn)圓極化的方法，優(yōu)化設(shè)計出單臂平面螺旋饋電階梯喇叭的圓極化輻射單元，分析了輻射單元主要電氣參數(shù)（輻射方向圖、軸比、駐波）的寬頻帶電磁特性。以單元設(shè)計為基礎(chǔ)，設(shè)計加工了8×8陣列天線。實驗結(jié)果表明：工作頻帶內(nèi)駐波小于1.5，小于3 dB軸比帶寬超過23％，交叉極化電平小于-15dB。提出旋轉(zhuǎn)反相饋電方法降低子陣交叉極化電平，樣件測試結(jié)果與仿真結(jié)果吻合，驗證了組陣天線設(shè)計的正確性。

4、
　　(3)為了突破K波段雙圓極化陣列天線技術(shù)，本文提出了一種雙圓極化波導(dǎo)陣列天線結(jié)構(gòu),分析設(shè)計了高效率共口徑雙極化輻射單元、寬帶圓極化器、低損耗波導(dǎo)饋電網(wǎng)絡(luò)。測試結(jié)果表明:此雙圓極化波導(dǎo)陣列天線具有效率高、軸比帶寬寬，高隔離度等特點，口面效率大于76%，軸比小于3dB帶寬為16.5%，帶寬內(nèi)端口隔離大于25dB，該天線在要求小孔徑天線的衛(wèi)星通信系統(tǒng)中具有很好的工程應(yīng)用前景。
　　(4)在雷達低副瓣天線技術(shù)要求下，提出了一種

5、終端短路饋電形式的角錐喇叭單元形式，以此構(gòu)建出空氣介質(zhì)填充方形同軸傳輸線饋電網(wǎng)絡(luò)自支撐結(jié)構(gòu)的低副瓣陣列天線(16×16)?？諝饨橘|(zhì)填充的同軸線具有損耗低、易加工的特點。利用不等功分網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了天線口徑的幅度加權(quán)，提出加載調(diào)諧釘?shù)姆椒ń鉀Q了大功分比功分器端口失配的難題。天線樣件測試結(jié)果表明：駐波小于2的相對帶寬為7.5%，中心頻點增益為31.8dB，頻帶內(nèi)增益大于31.5dB，E面方向圖副瓣電平低于-28dB, H面方向圖副瓣電平低于-29