發(fā)布時間：2019-10-09 18:27

【摘要】：基于波導損耗小、易加工等特點,設計了一種應用于衛(wèi)星通信系統(tǒng)的新型X波段寬頻帶低軸比雙圓極化波導陣列天線。采用平面方形喇叭陣列、正交模耦合器和波導窄邊耦合功分器來實現(xiàn)雙圓極化的工作方式。據(jù)此設計,加工了一套16×16單元天線陣列,尺寸大小為440mm×440mm×50mm。采用電磁仿真軟件Ansoft HFSS進行仿真設計,詳細介紹了該天線的設計方法,測試結果和仿真結果吻合良好。測試結果表明,該天線在12%的工作頻段內軸比優(yōu)于1.5dB,駐波比優(yōu)于1.6,帶內增益大于31.0dB,天線輻射效率優(yōu)于80%。
【圖文】：

圖１寬帶雙圓極化波導天線陣列矩形波導喇叭柵格

度低，自身強度高，工作可靠。１天線陣設計本天線采用１６×１６輻射喇叭單元組成的平板雙圓極化天線陣列，該陣列天線由輻射喇叭柵格單元、正交模耦合器、平面矩形波導網絡和矩形波導窄邊耦合功分網絡等組成，如圖１所示。圖１寬帶雙圓極化波導天線陣列１．１矩形波導喇叭柵格為實現(xiàn)喇叭口面電流的均勻分布，，采用矩形柵格把單個喇叭口徑劃分為２×２的輻射單元（如圖２所示），從而改善天線口面的電流分布，提高陣列天線的方向系數(shù)。１．２正交模耦合器正交模耦合器的結構如圖３所示，其主要功能是合成或分離兩正交模式，廣泛應用在衛(wèi)星通信、圖２矩形波導喇叭柵格雷達系統(tǒng)和射電天文中。正交模耦合器按照工作范圍可以分為窄帶正交模耦合器（通常小于１０％）和寬帶正交模耦合器。對于寬帶正交模耦合器，結構眾多，常見的如鰭線、四脊、十字專門、Ｂｏｉｆｏｔ、雙脊和對稱負反饋，它們各具特點，但是作為陣列天線的一部分，其結構都較復雜和龐大。采用圖３所示的新型正交模耦合器，可以大大降低整個陣列天線的復雜度，而且其工作帶寬、交叉極化都比較優(yōu)越。圖３正交模耦合器示意圖１．３平面矩形波導網絡兩個極化采用的饋電網絡如圖４所示，采用平面矩形Ｈ－Ｔ結構的網絡，可以大大降低天線的厚度，而且可以增加天線的工作帶寬，獲得寬頻帶下較好的電性能指標。圖４平面矩形波導網絡５１２０１７年第１期張洪濤：寬頻帶低軸比雙圓極化波導陣列天線設計逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄
【作者單位】： 中國電子科技集團公司第三十八研究所;上海交通大學電子工程系;孔徑陣列與空間探測安徽省重點實驗室;
【分類號】：TN828.5

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本文編號：2546900