波導饋電微帶共形天線陣設計

1 引言

共形陣列天線是當前天線技術中最重要的發展方向之一。微帶天線由于具有剖面低、體積小、重量輕、易于與載體共形等特點，近年來被廣泛用于導彈、飛機、衛星、火箭等飛行器上。但是，由于饋電網絡的歐姆損耗、介質損耗以及寄生輻射，微帶陣列天線效率較低，尤其是頻率較高或饋電網絡較長時。為了解決這些問題，引入波導混合饋電以降低損耗。采用波導縱縫耦合饋電設計了40GHz平面陣列天線，由于耦合縫交替排列導致E面波瓣不對稱；采用傾斜耦合雙縫饋電設計了30*30平面陣列天線，由于傾斜耦合雙縫引入不希望的輻射，導致天線增益下降。

本文利用波導微帶混合饋電方式設計了Ku波段微帶共形陣列天線，串饋微帶線陣與圓柱面共形，波導網絡通過對稱雙縫耦合對微帶線陣激勵，對稱耦合雙縫的采用有效抑制了耦合縫的輻射，提高天線極化純度。實驗結果表明天線性能優良。

2 波導饋電微帶共形天線

波導饋電微帶共形天線如圖1所示。該陣列天線包含12個1*12微帶線陣，微帶線陣采用矩形貼片輻射單元，微帶線串饋激勵，基本串饋功分單元如圖2所示。

圖1 微帶共形天線陣示意圖

圖2 串饋功分器

設1端口是輸入端口，2、3端口功分比為，則有：

依據微帶線陣的幅度加權系數，計算出各功分器的功分比，從而確定微帶串饋功分網絡。

由于微帶線陣與柱面共形，柱面曲率使各輻射單元之間存在空間程差，通過調整各輻射單元饋電微帶線的長度，來補償天線單元空間路程差引入的相位差。