平面行波串饋寬帶頻掃天線

行波天線一般為周期性結構，輻射可設計成從后射直到端射之間的任一方向，駐波天線通常為邊射。在行波串饋貼片天線陣列中，隨著單元數目的增多，損耗就越嚴重，后面貼片單元上的電流就很小，回波幾乎沒有，對于微帶線陣即使不接匹配負載，也可組成行波陣（準行波陣）。另外，如果接匹配負載，負載肯定將消耗一部分能力，引起能量不必要的浪費，同時還增大天線發熱量。

通過改變發射機頻率而達到波束掃描的天線陣稱為頻率掃描天線陣列。在行波串饋線性陣列中，相鄰兩個輻射元激勵相位逐個順次滯后，兩個相鄰元間饋電相位差

其中L_space為相鄰兩個輻射元之間距離：L_space=L_feed+L_pactch；λg為基片波長。

當L_space一定時，改變頻率，即改變λg，θfeed也隨之改變，天線主波束的指向也就會改變，這就是頻率掃描天線的基本概念。

兩個相鄰元間不但有饋電相位差θfeed，還有空間相位差

其中λ為空間波長，為輻射方向角。

當兩個相鄰元間總相位差

出現波束最大值，此時即為主波束指向角max，即：

當L_spaceλg時，max0，主波束方向偏向饋電端；當L_space>λg時，max>0，主波束方向偏向負載端。

2.3天線仿真結果

本文利用Ansoft公司的HFSS軟件對該陣列天線進行三維電磁仿真計算?；捎肨aconic公司的RF35A2介質基片，介電常數3.5，厚度0.508mm。經過優化設計,陣列天線三維增益方向圖仿真結果如圖3所示，E面(yoz面)方向圖仿真結果如圖4所示。

圖3天線三維增益方向圖仿真結果(24GHz)

圖4天線E面(yoz面)方向圖仿真結果

在頻率從20.0GHz變化到25.0GHz時，主波束指向角從-40.2deg變化到-1.3deg，天線增益在15dB左右。

3天線測試

3.1測試環境

信號源AgilentE8257D激勵矩形喇叭天線HD-220HA提供發射信號，將待測天線做為接收天線安裝在暗室轉臺上，待測天線接頻譜儀AgilentE4447A測量出接收信號功率電平大小，水平轉動轉臺180度，繪制出待測天線功率電平方向圖。