一种Ku波段双极化微带阵列天线的设计_易翀.pdf

《一种Ku波段双极化微带阵列天线的设计_易翀.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、微波学报2014年6月一种Ku波段双极化微带阵列天线的设计易翀刘涓王洋杨岱旭(北京遥感设备研究所，北京100854)摘要：本文设计了一种工作在Ku频段的双极化微带阵列天线，该阵列所采用的微带贴片单元分别通过临近耦合和缝隙耦合馈电实现正交极化工作。通过仿真分析，本文所设计的阵列天线在直径小于16λ0的口面上实现了增益大于31dB、副瓣电平小于-25dB的辐射性能。仿真结果表明,该天线可在较宽的工作带宽内实现良好的极化纯度。关键词：微带阵列天线；双极化；临近耦合；缝隙耦合DesignofaKu-BandDualPol

2、arizedMicrostripArrayAntennaYIChong,LIUJuan,WANGYang,YANGDai-xu(BeijingInstituteofRemoteSensingEquipment,Beijing100854,China)Abstract:AKu-banddualpolarizationmicrostriparrayantennaispresentedinthepaper.Themicrostrippatchantennaasthearrayelementradiatesorthogo

3、nallyexcitedbyapproximateandslotcoupling,respectively.Thearrayantennaofa16λ0diametercouldrealizethegainhigherthan30dBandsidelobelevel(SLL)lowerthan-25dBbysimulation.Thedesignbysimulationindicatesthattheantennahasagoodperformanceoflowcrosspolarizationlevelwith

4、inlargefrequencybandwidth.Keywords：microstriparrayantenna;dualpolarization;proximitycoupling;slotcoupling现了圆泰勒分布的阵列天线。文章最后对阵列进引言行了仿真分析，仿真结果与预期设计结果吻合良随着电子对抗技术的不断发展，在雷达干扰好。与抗干扰技术研究中，极化捷变技术已经成为一1双极化微带贴片天线单元的设计个重要的研究热点。在进行无线电探测时，目标的反射特性、电关于贴片天线的双极化设计，前人已经做了磁波的散射和

5、信号的接收均与其极化形式有关。相当多的工作，提出了包括直接角馈，双缝隙耦系统中天线极化匹配是否良好，系统的工作效果[2][3][4]合，双临近耦合以及不同馈电方式的组合截然不同。因此，为了适应现代化军事通信的特等多种实现方案。为了方便进行组阵布局，尤其点，对天线快速极化切换的要求日益迫切。一套是组成平面阵，我们需要对阵列单元进行恰当的只利用一种极化电磁波的通信系统效率偏低，而设计。变极化技术则可以有效提高信道容量、同时也可1.1双极化贴片天线单元的设计考虑以提高发现极化隐身目标的概率。此外，在抗干如图1、图2所示

6、，分别为双极化微带贴片单扰技术中采用变极化技术，也可以通过实时调整元的顶视图和分解视图。天线通过馈线-1的临近自身工作极化状态以避免外来的干扰。由于天线耦合馈电激励起垂直极化辐射；而通过馈线-2与是产生和接收不同极化信息的关键系统，因此双H型缝隙耦合馈电形成水平极化的辐射。极化天线技术也就成为了研究重心所在。微带贴片天线具有馈电形式和极化形式灵活H贴片型缝隙多变的特点，且结构轻便，可实现高度集成和超水平极化输入[1]低剖面，是实现双极化天线的常用方案之一。馈线-2本文首先分析并设计了一种适于组阵的微带贴片单元，该

7、单元分别采用临近耦合与缝隙耦合馈线-1垂直极化进行馈电，具有良好的极化隔离、低交叉极化电输入平，在以上述单元构成的2×2阵列的基础上，实图1双极化微带贴片单元（顶视图）由于两种正交极化馈线与微带贴片之间均处于非直接接触状态，这种方式有效遏制了不同极收稿日期：2014-04-30317微波学报2014年6月化馈线之间的耦合，提高了极化端口之间的隔离均在-30dB以下，拥有良好的极化纯度。度。从单元的仿真结果来看，其电气特性与设计贴片预期相吻合，可以方便的用于微带阵列天线的设介质1（εr,h1）计。馈线-1介质2（ε

8、r,h2）介质3H型缝隙（εr,h3）馈线-2介质4（εr,h4）图2双极化微带贴片单元示意图另一方面，由于不同极化的馈线处于多层介质板的不同界面上，且两层馈线之间存在地板实现有效隔离，馈电网络在对平面阵列进行馈电时图5(a)天线单元垂直极化时E面方向图（f0）可以互不干扰，从而方便实现阵列布局。1.2双极化贴片天线单元特性分析利用HFSS仿真软件对上述结构天线进行建模并