L波段高功率徑向線陣列天線的設(shè)計與模擬.pdf

1、高功率微波天線作為高功率微波系統(tǒng)的終端體現(xiàn)，其優(yōu)劣直接決定了高功率微波系統(tǒng)的性能。高功率微波的特殊性對高功率輻射天線提出了特殊要求，為此各國學(xué)者都做了大量的研究，包括早期的模式變換器+輻射喇叭、Vlasov天線、模式轉(zhuǎn)換天線及現(xiàn)在的高功率徑向線螺旋陣列天線。 高功率徑向線螺旋陣列天線通過采用新型的探針型式及合理的饋電網(wǎng)絡(luò)，避免介質(zhì)的引入，較大地提高了天線的功率容量。此外，采用徑向線作為饋電波導(dǎo)實現(xiàn)了天線軸向尺寸的小型化，然而天線

2、的口徑效率不太理想，同時，在某些特定應(yīng)用場合，有限的空間不僅要求天線的軸向尺寸短，同時還要求其橫向尺寸要小，尤其是在低頻段，因此本文圍繞天線的口徑效率，開展了L波段高功率徑向線螺旋陣列天線的小型化研究，分兩種情況進(jìn)行了研究，一種是口徑給定的天線研究，另一種是口徑不定的天線研究，主要工作包括： 首先，圍繞增益、軸比等參量完成了L波段輻射單元天線的優(yōu)化設(shè)計； 然后，對給定口徑(320mm)的陣列天線進(jìn)行了設(shè)計，通過對陣列布局

3、的優(yōu)化設(shè)計提高了該口徑上陣列天線的增益，設(shè)計了6元均勻單圓環(huán)陣，單元間距為0.65λ； 理論分析表明：對于L波段320mm的口徑，當(dāng)陣元數(shù)增加為8個時，圓環(huán)陣列天線的增益不再增大，但我們對8元圓環(huán)陣進(jìn)行數(shù)值仿真時發(fā)現(xiàn)，其增益較6元陣有所降低，這主要是由單元間的互耦效應(yīng)引起的，鑒于此，本文利用螺旋天線間互耦的一些特性，通過合理地設(shè)計陣列布局，減小了單元間的互耦，實現(xiàn)了陣列天線口徑效率的提高； 接著，理論分析并數(shù)值模擬了圓環(huán)