雙極化相控陣天線單元設(shè)計及其陣列分析.pdf

1、雙極化相控陣天線是相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)的重要組成部分，它具有極化捷變、靈敏度高、抗干擾能力強等優(yōu)點。普通雙極化天線大多數(shù)是通過對單一類型天線正交饋電來實現(xiàn)雙極化，但設(shè)計自由度低、隔離度提高困難，而互補天線之間具有相同的輻射方向圖且電場與磁場互換，因此可以利用互補天線來設(shè)計雙極化天線。本文基于金屬環(huán)天線與縫隙環(huán)天線，設(shè)計了四種工作在C波段具有互補結(jié)構(gòu)的雙極化相控陣天線單元，主要研究內(nèi)容如下：
　　首先，介紹了基本縫隙輻射元、金屬環(huán)和縫隙環(huán)

2、的相關(guān)理論，然后根據(jù)上述理論設(shè)計了由環(huán)天線及其等效互補天線構(gòu)成的金屬環(huán)-矩形貼片雙極化天線、縫隙環(huán)-電振子雙極化天線，仿真結(jié)果表明所設(shè)計的上述天線帶寬、交叉極化電平等指標(biāo)滿足設(shè)計要求，隔離度小于-20dB，兩極化電場在?=0°和?=90°平面在近似?40°角度范圍內(nèi)的正交。
　　其次，針對上述天線存在的方向圖一致性較差、隔離度低等問題，根據(jù)金屬環(huán)和縫隙環(huán)為完全互補天線的原理，設(shè)計了基于金屬環(huán)和縫隙環(huán)的雙極化天線，仿真結(jié)果表明天線帶

3、寬、交叉極化電平等指標(biāo)滿足設(shè)計要求，并且隔離度提高到-29dB。由于金屬環(huán)難固定、不易小型化，且兩極化電場在?=0°平面僅在近似?18o的角度范圍內(nèi)正交，進一步提出了基于微帶環(huán)和縫隙環(huán)的雙極化天線，該天線仿真的隔離度達(dá)到-35dB以下，兩極化方向圖波束寬度和增益基本相同，且輻射電場在?=0°和?=90°平面基本正交的角度范圍大于?80°。對該天線進行加工測試，得到的測試結(jié)果與仿真結(jié)果較為吻合，驗證了該雙極化天線設(shè)計的可行性。