寬帶寬角四臂螺旋天線(xiàn)

1 引言

寬波束圓極化天線(xiàn)作為衛星天線(xiàn)和非跟蹤性地面天線(xiàn)得到廣泛的應用，C.C.Kilgus在1968年提出的諧振式四臂螺旋天線(xiàn)最大的特點(diǎn)是能通過(guò)選擇適當的物理尺寸以形成不同的輻射方向圖來(lái)滿(mǎn)足不同應用的需求，同時(shí)多臂螺旋的對稱(chēng)性結構又使天線(xiàn)具有穩定的相位，應用在監測定位中可以極大提高系統測量和定位精度，但是由于四臂螺旋天線(xiàn)饋電系統的復雜性，限制了它的使用。本文采用了一種全新的四端口寬帶匹配網(wǎng)絡(luò )，由于其能產(chǎn)生90⁰自相移的平衡饋電結構，極大的展寬了四臂螺旋天線(xiàn)的帶寬，加上我們特殊設計的四臂螺旋結構，還使得天線(xiàn)具有寬角寬軸比的特性。

2 平衡饋電網(wǎng)絡(luò )

為了產(chǎn)生相移，形成圓極化輻射，以往經(jīng)常采用下列兩種形式：(1)通過(guò)饋電網(wǎng)絡(luò )，一般采用3dB電橋；(2)采用一種無(wú)限巴倫結構〔2〕，如圖1所示。前者饋電結構復雜，需要使用三個(gè)電橋級聯(lián)，對級間匹配要求過(guò)高，不易于設計和工程使用；后者結構雖然簡(jiǎn)單，但是卻降低了天線(xiàn)的性能，使得天線(xiàn)帶寬窄，軸比差。

為了簡(jiǎn)化設計，提高天線(xiàn)性能，我們設計了一種寬帶的平衡饋電結構，如圖2所示。其中port0為天線(xiàn)的外部輸入口，port1～port4分別為四個(gè)螺旋臂提供等幅、相差依次為90⁰的平衡饋電。

圖1 無(wú)限巴倫饋電結構

圖2 平衡饋電結構

圖3 天線(xiàn)仿真模型