由正六邊形復合空饋子陣組成的高增益寬頻帶印刷天線(xiàn)陣
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4 饋電網(wǎng)絡(luò )的設計
饋電網(wǎng)絡(luò )含有6個(gè)Wilkinson功分器[(一個(gè)2:1功率分配，五個(gè)1:1等功率分配)。輸入功率首先經(jīng)過(guò)第一級功分器被等功率分配成兩路相等的輸出功率，其中一路直接饋給中間的子陣，而另一路在經(jīng)過(guò)第二至第四級功分器后被均分成六份，分別饋給周邊六個(gè)子陣。
通過(guò)在所需頻帶內的整體仿真的檢驗，各子陣輸入端的電壓比在0.488:1到0.357:1之間不等，與所要求比值的0.42:1存在為16.2%的幅度誤差；并且各輸入端的最大相位偏差為40.4o，基本實(shí)現了設計目標。
圖4 饋電網(wǎng)絡(luò )的仿真模型
5 仿真及測試結果
該天線(xiàn)的整體仿真/樣品測試結果繪于圖5和圖6。圖5中的公共頻帶BWcomm= 9.63/8.28 %內,電壓駐波比≤2.0:1、增益跌落≤-3 dB、副瓣電平≤-15 dB；最高增益為Gpeak=22.87/22.51 dBi，對應了口徑效率hpeak =37.7/34.7 %（詳見(jiàn)表2）。圖6示例10 GHz時(shí)一組典型的E面與H面波瓣圖。以上結果證實(shí)了設計思路的合理性。
6 結論
本文設計的陣列天線(xiàn)可以同時(shí)獲得高增益和寬頻帶，它包含7個(gè)按蜂窩形排列的正六邊形CAFA子陣單元。從中間單元向周邊單元的錐銷(xiāo)幅度饋電減小了輻射波瓣圖的副瓣電平，但付出了口徑效率下降的代價(jià)。
圖5 回波損失、增益及副瓣電平的頻響曲線(xiàn)
表2 陣列天線(xiàn)原型的性能
性能 | 仿真 | 測試 |
Gpeak (dBi) | 22.87 (9.6 GHz) | 22.51 (9.7 GHz) |
hpeak (%) | 37.7 | 34.7 |
BWcomm (GHz) | 9.38~10.33 (9.63 %) | 9.49~10.31 (8.28 %) |
BWVSWR(GHz) | 9.33~10.42 | 8.99~11.53 |
BWGain (GHz) | 9.38~10.33 | 9.46~10.73 |
BWSLL (GHz) | 9.36~10.48 | 9.49~10.31 |
HPBW (°) | 8.1~8.5 | 8.4~8.8 |
SLL (dB) | -18 | -15 |
X-PL (dB) | / | - 30.0 dB |
* HPBW-半功率主瓣寬度；X-PL-主瓣內交叉極化電平 | ||
圖6 10 GHz時(shí)典型平面的輻射波瓣圖
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