波导柱面共形缝隙阵天线方向图优化设计
从图3、4所示的方向图可以看出,在theta=±600的范围内,方向图与平面阵的方向图一致,符合设计需求。但是在超过±600的范围,副瓣电平、后瓣电平持续拉高,同时,全向点源综合的方向图不能反应出极化方向对交叉极化分量的影响。
图3 均匀分布(20单元,全向点源)
图4 泰勒分布(20单元,-25dB,全向点源)
所以,必须考虑单个缝隙的辐射方向图特性。根据波导尺寸与工作频率,利用电磁仿真软件HFSS仿真出单个缝隙的归一化辐射方向图,以此作为拟合数据得到,代入公式(1)中,得到拟合的方向图如下所示。
图5 缝隙单元仿真方向图
从图6、7可以看出,交叉极化分量将在某个角度消除方向图的零深、引起旁瓣电平抬高,同时,后瓣电平较高。
图6 均匀分布(20单元,方向性点源)
图7 泰勒分布(20单元,-25dB,方向性点源)
下面,我们将以Ku波段的某一型号天线为例,把方向图综合设计结果与仿真结果、测试结果进行对比分析。
4 Ku频段天线方向图的综合设计、仿真与测试
Ku频段某一个波导柱面共形缝隙阵列天线,由辐射层、馈电层两层构成,其参数如下所示:
单元数目(辐射层): 34*12;
中心工作频率: 15GHz;
辐射波导尺寸: 14mm*6.4mm;
耦合波导尺寸: 12.631mm*6.4mm;
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