波導饋電微帶共形天線(xiàn)陣設計

1 引言

共形陣列天線(xiàn)是當前天線(xiàn)技術(shù)中最重要的發(fā)展方向之一。微帶天線(xiàn)由于具有剖面低、體積小、重量輕、易于與載體共形等特點(diǎn)，近年來(lái)被廣泛用于導彈、飛機、衛星、火箭等飛行器上。但是，由于饋電網(wǎng)絡(luò )的歐姆損耗、介質(zhì)損耗以及寄生輻射，微帶陣列天線(xiàn)效率較低，尤其是頻率較高或饋電網(wǎng)絡(luò )較長(cháng)時(shí)。為了解決這些問(wèn)題，引入波導混合饋電以降低損耗。采用波導縱縫耦合饋電設計了40GHz平面陣列天線(xiàn)，由于耦合縫交替排列導致E面波瓣不對稱(chēng)；采用傾斜耦合雙縫饋電設計了30*30平面陣列天線(xiàn)，由于傾斜耦合雙縫引入不希望的輻射，導致天線(xiàn)增益下降。

本文利用波導微帶混合饋電方式設計了Ku波段微帶共形陣列天線(xiàn)，串饋微帶線(xiàn)陣與圓柱面共形，波導網(wǎng)絡(luò )通過(guò)對稱(chēng)雙縫耦合對微帶線(xiàn)陣激勵，對稱(chēng)耦合雙縫的采用有效抑制了耦合縫的輻射，提高天線(xiàn)極化純度。實(shí)驗結果表明天線(xiàn)性能優(yōu)良。

2 波導饋電微帶共形天線(xiàn)

波導饋電微帶共形天線(xiàn)如圖1所示。該陣列天線(xiàn)包含12個(gè)1*12微帶線(xiàn)陣，微帶線(xiàn)陣采用矩形貼片輻射單元，微帶線(xiàn)串饋激勵，基本串饋功分單元如圖2所示。

圖1 微帶共形天線(xiàn)陣示意圖

圖2 串饋功分器

設1端口是輸入端口，2、3端口功分比為，則有：

依據微帶線(xiàn)陣的幅度加權系數，計算出各功分器的功分比，從而確定微帶串饋功分網(wǎng)絡(luò )。

由于微帶線(xiàn)陣與柱面共形，柱面曲率使各輻射單元之間存在空間程差，通過(guò)調整各輻射單元饋電微帶線(xiàn)的長(cháng)度，來(lái)補償天線(xiàn)單元空間路程差引入的相位差。