论文部分内容阅读
本文旨在研究宽频带高效率印刷传输阵天线,探索其工程应用。印刷传输阵天线是一种新型平面透镜天线,具有增益高、旁瓣低、多波束扫描且重量轻、制造成本低、易共形等优点。波的前向传输使其不存在馈源遮挡,利于高纯度极化变换的实现。
文章首先回顾了印刷传输阵天线的发展历史,介绍了传输阵的概念、原理及其各种传输阵单元的结构和特点,归纳出传输阵的设计难点。
其次,依据收发转接的原理,优选了两种宽频带贴片天线,即直接耦合层叠式贴片和近轴耦合 U 形缝贴片,利用软件仿真,得到频宽约 20%,VSWR<2:1。后将其用作结构形式相同、中心重合、馈点正交的接收和再辐射贴片,借助过孔销钉连接分别构成直接耦合和近轴耦合两种传输阵单元,采用延迟线补偿相位。
随后,选择渐变槽线天线(TSA)为馈源,调节参数以使其频带宽、波瓣图对称;遵照照射泄漏小、阵列口径效率高的原则,确定合适的焦径比和阵列大小,设计了两种传输阵,即37单元直接耦合和21单元近轴耦合的正交极化变换传输阵,软件仿真结果显示两者频宽约20%,最大增益分别为16.3 dBi和14.5 dBi,交叉极化电平低于-12.5 dB和-10.3 dB,旁瓣电平低于-11.0 dB和-10.0 dB。为了验证设计,就前者制作了样品并测试,所得结果与仿真数据相符。
最后,讨论了实现任意极化变换传输阵的可行性,设计出高隔离度的双极化宽频带贴片,并将其用作接收和再辐射贴片,同样借助过孔销钉连接构成传输阵单元,选择TSA为馈源,得到25单元的任意极化变换传输阵,软件仿真显示了其良好的正交线极化变换和线/圆极化变换性能。