一种新型微波宽带单脉冲天馈系统

图5给出了和差比较器一个输入端口的特性曲线，从中可明显看出一个输入端口输入的信号在四个输出端口近似等幅输出，回波损耗及各输入端口之间的隔离度在整个频带内都在-15dB以下。其他端口类似，不再给出。

图4 Lange耦合器

图5 输入端口特性曲线

3 系统中的天线及天线阵

天线阵中的基本单元是指数渐变槽线天线, 图6给出该渐变槽线天线的HFSS模型。 这种天线的结构比较简单,总共由三层材料组成:最顶层是金属接地板,在该接地板上掏出由槽线(实线所示) 所围的缝隙结构，槽线由三部分构成，第一部分是圆形槽线腔,对微带传输线起到阻抗匹配作用；第二部分是矩形槽线,和微带传输线起到相互耦合传输电磁波的作用；第三部分是渐变槽线,对天线所辐射的电磁波起到引向作用。中间层是介质板。最底层是金属微带线(红色部分所示)，微带线的终端为扇形结构,主要起到终端负载匹配作用，微带线通过该介质板向槽线耦合馈电。该天线的驻波比主要取决于微带馈线各匹配段的长度和宽度及槽线宽和终端腔体的尺寸等参数的选取，再者所有参数之间具有互补性，良好的辐射特性和驻波特性的槽线天线的获得则需要根据天线的结构参数的选取得到。需要说明的是天线单元几个参数的选取，由于开口端长度最大不能超过工作频带中的高端波长,否则阵列天线在高端出现栅瓣，开口又不能太小, 因为太小低端的辐射特性又要受到影响。槽线天线是指数渐变曲线，其方程为：

图6 槽线天线的HFSS模型

（1）

将图6所示的天线单元组成4个2×2的天线子阵，每个子阵分别接和差比较器的输入端。采用Rogers 5880介质基板，基板厚度0.508mm，介电常数为2.2，终端开口宽度为17mm，比例因子R=0.03，槽线宽度Wn=1mm。将图3中和差比较器的每个输入端口采用威尔金森功分器的形式形成两个端口，分别接入二元天线阵（此天线阵平面与和差比较器平面垂直），这样每个比较器的输入端口就是接入2×2天线阵，从而形成整个单脉冲天馈系统（如图7所示）。

图7 单脉冲天线阵示意图

图8 天线的E面和H面方向图

图9 天线阵的和差方向图