一種新型微波寬帶單脈沖天饋系統

圖5給出了和差比較器一個(gè)輸入端口的特性曲線(xiàn)，從中可明顯看出一個(gè)輸入端口輸入的信號在四個(gè)輸出端口近似等幅輸出，回波損耗及各輸入端口之間的隔離度在整個(gè)頻帶內都在-15dB以下。其他端口類(lèi)似，不再給出。

圖4 Lange耦合器

圖5 輸入端口特性曲線(xiàn)

3 系統中的天線(xiàn)及天線(xiàn)陣

天線(xiàn)陣中的基本單元是指數漸變槽線(xiàn)天線(xiàn), 圖6給出該漸變槽線(xiàn)天線(xiàn)的HFSS模型。 這種天線(xiàn)的結構比較簡(jiǎn)單,總共由三層材料組成:最頂層是金屬接地板,在該接地板上掏出由槽線(xiàn)(實(shí)線(xiàn)所示) 所圍的縫隙結構，槽線(xiàn)由三部分構成，第一部分是圓形槽線(xiàn)腔,對微帶傳輸線(xiàn)起到阻抗匹配作用；第二部分是矩形槽線(xiàn),和微帶傳輸線(xiàn)起到相互耦合傳輸電磁波的作用；第三部分是漸變槽線(xiàn),對天線(xiàn)所輻射的電磁波起到引向作用。中間層是介質(zhì)板。最底層是金屬微帶線(xiàn)(紅色部分所示)，微帶線(xiàn)的終端為扇形結構,主要起到終端負載匹配作用，微帶線(xiàn)通過(guò)該介質(zhì)板向槽線(xiàn)耦合饋電。該天線(xiàn)的駐波比主要取決于微帶饋線(xiàn)各匹配段的長(cháng)度和寬度及槽線(xiàn)寬和終端腔體的尺寸等參數的選取，再者所有參數之間具有互補性，良好的輻射特性和駐波特性的槽線(xiàn)天線(xiàn)的獲得則需要根據天線(xiàn)的結構參數的選取得到。需要說(shuō)明的是天線(xiàn)單元幾個(gè)參數的選取，由于開(kāi)口端長(cháng)度最大不能超過(guò)工作頻帶中的高端波長(cháng), 否則陣列天線(xiàn)在高端出現柵瓣，開(kāi)口又不能太小, 因為太小低端的輻射特性又要受到影響。槽線(xiàn)天線(xiàn)是指數漸變曲線(xiàn)，其方程為：

圖6 槽線(xiàn)天線(xiàn)的HFSS模型

（1）

將圖6所示的天線(xiàn)單元組成4個(gè)2×2的天線(xiàn)子陣，每個(gè)子陣分別接和差比較器的輸入端。采用Rogers 5880介質(zhì)基板，基板厚度0.508mm，介電常數為2.2，終端開(kāi)口寬度為17mm，比例因子R=0.03，槽線(xiàn)寬度Wn=1mm。將圖3中和差比較器的每個(gè)輸入端口采用威爾金森功分器的形式形成兩個(gè)端口，分別接入二元天線(xiàn)陣（此天線(xiàn)陣平面與和差比較器平面垂直），這樣每個(gè)比較器的輸入端口就是接入2×2天線(xiàn)陣，從而形成整個(gè)單脈沖天饋系統（如圖7所示）。

圖7 單脈沖天線(xiàn)陣示意圖

圖8 天線(xiàn)的E面和H面方向圖

圖9 天線(xiàn)陣的和差方向圖