提出了一種新型的Ka頻段圓極化相控陣天線。天線單元以單饋電開槽貼片天線為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)圓極化,通過(guò)微帶貼片表面加載介質(zhì)和輔助輻射器,展寬了天線波束寬度并優(yōu)化了單元軸比。以該天線為陣列單元,采用順序旋轉(zhuǎn)布陣技術(shù)優(yōu)化得到的2×2子陣,其輻射方向圖具有良好的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性,由該子陣擴(kuò)展形成的相控陣天線,有效地實(shí)現(xiàn)了圓極化寬角掃描特性。以8×8矩形陣列為例,仿真分析了此類二維相控陣天線波束掃描過(guò)程中的方向圖和極化特性。研究結(jié)果表明,天線在工作頻段內(nèi)可實(shí)現(xiàn)方位360°、俯仰±60°掃描,掃描范圍內(nèi)天線增益波動(dòng)和軸比均小于3 dB,同時(shí)該天線具有低剖面（高度尺寸為0.08λ₀,λ₀為空氣介質(zhì)波長(zhǎng)）、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于加工和集成等特點(diǎn),非常適合小型化或一體化相控陣天線系統(tǒng)應(yīng)用。

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圖2 天線單元電流分布

式中:r為圓形貼片的半徑，c為光在真空中的速度，f0為天線的工作頻率，εr為介質(zhì)板的相對(duì)介電常數(shù)。天線饋電點(diǎn)與貼片中心的連線與貼片縫隙長(zhǎng)軸呈45°或135°夾角。加載后天線表面的電流分布如圖2所示，天線在水平方向和垂直方向均存在電流分布，其中水平方向電流主要分布于下層貼片，垂向電....

圖3 天線單元性能

圖3給出了該天線單元性能的仿真結(jié)果，由圖可以看出，相比圓形開槽貼片天線，加載后的天線波束寬度展寬了約13°，同時(shí)天線具有良好軸比性能，天線的圓極化特性并未受到加載結(jié)構(gòu)影響。該天線的不足之處在于，由于天線結(jié)構(gòu)的限制，天線的方向圖對(duì)稱性有所惡化，波束整體偏向θ角正方向�？紤]到該因素會(huì)....

圖4 優(yōu)化后的2×2子陣單元排布

對(duì)于圓極化陣列天線，為了提高陣列的軸比性能，通常采用順序旋轉(zhuǎn)饋電法來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于天線單元的方向圖偏向固定的方向，因此，在采用順序旋轉(zhuǎn)法饋電的過(guò)程中優(yōu)化天線單元的排布方式，即通過(guò)多個(gè)單元協(xié)作來(lái)彌補(bǔ)單元方向圖不對(duì)稱的不足。圖4給出了優(yōu)化后的2×2子陣排布示意圖，即將第一個(gè)天線單元放置于....

圖5 2×2子陣方向圖和軸比特性曲線

圖4優(yōu)化后的2×2子陣單元排布2.28×8陣列仿真分析

本文編號(hào)：4022317