一种毫米波低副瓣微带天线阵列的设计与仿真

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低副瓣边馈微带天线阵列设计

低副瓣边馈微带天线阵列设计徐锋【摘要】Microstrip antenna array with high gain and low - side lobe is required in many applications. Through the theoretical study on comer - fed square patch array with coplanar feed. A side - fed Ku band monopulse microstrip antenna array with - 19. 5dB side - lobe has been realized and measured. The results indicate validity of this method for design of high gain and monopulse antenna.%在实际应用中要求微带天线具备高增益、低副瓣、波束控制等特性.基于角馈方形微带贴片阵列天线的理论分析,采用中心短路、边缘馈电的方式设计了低副瓣ku波段单脉冲微带平面天线阵列.经测试所设计的10×10单元单脉冲微带天线阵的副瓣电平达到了- 19.5dB.结果证明该设计方法对高增益单脉冲天线设计是有效可行的.【期刊名称】《安徽理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(032)002【总页数】3页(P26-28)【关键词】边馈;微带天线阵;旁瓣;单脉冲【作者】徐锋【作者单位】淮南师范学院电气信息工程学院,安徽淮南232038【正文语种】中文【中图分类】TN820.1传统的单脉冲系统多采用波导结构，因而天线体积和质量较大。

考虑到微带天线的质量轻、易与集成电路实现一体化设计、成本低等特点，微带天线逐渐走入研究人员的视野，成为单脉冲天线大家庭中的一员。

2003年文献［1］设计出了一个一维的低损耗双向辐射单脉冲微带天线阵，获得大于－10dB的旁瓣电平;在频率较高的毫米波波段，文献［2］给出了一种共面单脉冲微带天线设计，但其副瓣并不理想;在ku波段，文献［3］设计出了16元×16元的矩形贴片单脉冲均匀分布平面阵，最大增益为24.5dB，副瓣＜－17dB;文献［4］中设计的16元单脉冲矩形贴片线阵，为了获得较低的旁瓣，每个单元都与衰减器和相位调节器相连。

一种微带相控阵天线的设计与仿真

ＡｎｌｓｓａｄＳｍｕａｉｎｏｅＭｉｒｓｒｐＰｈｓｄＡｒａｔｎａａｙｉｎｉｌｔｏｆＴｈｃｏｔｉａｅｒｙＡｎｅｎ
ＺＨＡＮＧｅｂｎＸｕ — ｉｇ，ＸＵｎＹａ，ＷＡＮＧｎｌｉＴｉｇ— ｅ
射功率大，作可靠性提高，故障弱化的优工有
收日期ｌ０１Ｏ一Ｏ２１一４１
１相控阵天线类型与特点
相控阵天线有多种类型，频率扫描天线阵、光
控相控阵、波束有限相扫相控阵、多电扫相控阵
Байду номын сангаас
等。频扫阵列天线应用改变发射机频率而达到波
ＡｂｔａｔＰｒｓｎｔｈｅｖａａｓｏｆｏｅｋｉｓｏｈｅｐｈｓｄａｒｙａｅｓｒｃ：ｅｅｓｔｎｔｇｅｓｍｎｄｆｔａｅｒａｎｔｎｎａＴｈｅａｒｙ．ｒａｐａｔｒｓｏｉｆｒｎｌｍｅｓｗｉｈＲｅｔｎｌｒＬａｔｃｎｄＴｒａｇｕａｔｉｅａｅｃｌｕａｅｔｅｎｆｄｆｅｅｔｅｅｎｔｔｃａｇｕａｔｉｅａｉｎｌｒＬａｔｃｒａｃｌｔｄ．Ａｎｆｍｉｒｔｉａｅｒａｎｅｎａｉｅｉｅｋｉｄｏｃｏｓｒｐｐｈｓｄａｒｙａｔｎｓｄｓｇｎｄ，ａｈｅｒｄｉｔｏｌｎａｒａｓｓｍｕ— ｎｄｔａａｉｎｐａｒａｒｙｉｉｌｔｄｗｉｈＨＦＳＳ．ＴｈｅｒａｏｂｅａｒｅｎｅｗｅｎｔｏｅｉａｌｅａｕｔｏｎａｉｕａｉｎｉａｅｔｅｓｎａｌｇｅｍｅｔｂｔｅｈｅｒｔｃｖｌａｉｎｄｓｍｌｔｏＳ

X波段高增益低副瓣微带阵列天线仿真设计

X波段高增益低副瓣微带阵列天线仿真设计陈峰磊【摘要】天线作为通信、导航、雷达、电视、遥控遥测、航天成像等各种无线电系统中不可或缺的设备,其工作性能的好坏至关重要.相比于传统天线,微带天线不仅体积小,重量轻,低剖面,易共形,而且易集成,成本低,适合批量生产,此外还兼备电性能多样化等优势.首先阐述了低副瓣天线的理论方法[1],通过经典理论分析,得到初步参数,然后用三维电磁仿真软件HFSS进行了仿真,优化了贴片及馈电网络等各参数.采用对单元的同相不等幅电流分布馈电的方法设计出了16×16单元的高增益低副瓣微带阵列天线,大小为400mm×400mm×0.8mm.【期刊名称】《电子世界》【年(卷),期】2017(000)006【总页数】3页(P121-123)【关键词】X波段;微带阵列天线;高增益;低副瓣【作者】陈峰磊【作者单位】电子科技大学【正文语种】中文在高分辨合成孔径成像雷达系统中，为提高系统分辨率、降低SAR图像的模糊度，通常要求天线具有宽带、低副瓣的性能[2]。

而高波段SAR系统具有体积小、重量轻、对平台要求低等先天优势，因此高频段、高增益、低副瓣的平面阵列天线是高分辨SAR天线的重要发展方向之一[3]。

对于集中馈电的宽带高频段（X波段及以上频段）SAR阵列天线，常见的天线形式主要有两大类，一种是裂缝波导驻波阵，另一种是微带贴片阵。

前者的优势在于辐射效率高、中频副瓣容易控制，缺点是相对带宽窄、加工复杂，低副瓣指标的宽带性能较难实现。

微带贴片阵的优势在于低剖面、轻重量、易加工等方面，缺点是效率低、带宽窄、低副瓣设计困难。

本文设计了一种X波段16×16单元平面微带阵列天线，其辐射单元采用简易的插入式馈电结构，根据要求的副瓣和波瓣宽度参数，按照经典泰勒电流分布理论，采用串并结合的方式给各个单元进行馈电，实现共面馈电微带天线阵的低副瓣性能[4]。

根据项目的需要,本章将讨论中心频率为10GHz矩形微带线极化天线单元的设计。

一种高增益低旁瓣毫米波微带天线阵设计

一种高增益低旁瓣毫米波微带天线阵设计赵晓磊;姜兴;李思敏【摘要】设计了一款用于毫米波汽车防撞雷达的高增益低旁瓣微带天线阵.为达到抑制旁瓣的目的,该天线阵采用凯泽贝塞尔函数进行幅值加权技术,相比于均匀平面阵,所设计天线阵有效地抑制了旁瓣电平(降低了5 dB)并保持了较高的天线增益.对天线阵进行了仿真优化,并制作了一个4×8元阵的天线原型,该阵列中心频率为24.125 GHz,增益为20.6 dBi,旁瓣电平为-18.3 dB.【期刊名称】《微型机与应用》【年(卷),期】2015(034)004【总页数】3页(P37-39)【关键词】微带天线阵;凯泽贝塞尔加权;低旁瓣【作者】赵晓磊;姜兴;李思敏【作者单位】桂林电子科技大学信息与通信学院,广西桂林541004;桂林电子科技大学信息与通信学院,广西桂林541004;桂林电子科技大学信息与通信学院,广西桂林541004【正文语种】中文【中图分类】TN928近年来，随着我国经济的不断发展，汽车保有量也在不断地提高，随之而来的汽车碰撞事故等交通问题也越来越多，因此研制出高性能、易于集成、低成本的汽车防撞雷达系统十分必要。

而天线作为防撞雷达的核心部分，其增益和旁瓣对整个系统至关重要，为了能够探测到远距离目标并且不受相邻车道的回波干扰，要求天线具有高增益、低旁瓣。

毫米波微带天线具有体积小、质量轻、制造成本低、易于生产、能方便地与有源器件和微波电路集成等特点，将其运用在汽车的防撞系统中，不仅能够达到雷达性能，还可以有效降低成本。

常见的天线阵通常采用均匀分布，其设计简单、波束宽度窄，但是旁瓣电平比较高。

为了权衡波束宽度和旁瓣电平，一般对均匀分布采用加权函数，如二项式加权函数、高斯加权函数、切比雪夫加权函数、凯泽贝塞尔加权函数等。

二项式加权是以波束宽度展宽来零旁瓣；高斯加权类似于二项式加权，旁瓣得到了抑制，但波束宽度有了较大的展宽；切比雪夫加权可以实现在波束宽度略宽时，旁瓣低于均匀分布；凯泽贝塞尔加权可以有效抑制旁瓣，而波束宽度只比均匀分布略宽［1］。

毫米波微带阵列天线研究

毫米波微带阵列天线研究随着通信技术的快速发展，毫米波微带阵列天线已成为无线通信领域的研究热点。

本文将介绍毫米波微带阵列天线的原理和特点，探讨其设计和实现方法，并分析实验结果。

本文将总结研究结论并展望未来研究方向。

毫米波微带阵列天线是一种基于微带天线技术的阵列天线。

微带天线具有体积小、重量轻、易共形、低成本等优点，而毫米波具有宽带宽、高速度、低延迟等特性。

因此，毫米波微带阵列天线具有潜在的广泛应用前景，如在5G通信、卫星通信、雷达等领域。

毫米波微带阵列天线的原理是利用微带天线的基本原理，将辐射单元集成在介质基板上。

辐射单元可以是矩形、圆形或其他形状，一般通过印制电路技术制造。

毫米波微带阵列天线的主要特点包括宽带宽、高定向性、低副瓣电平、高辐射效率等。

设计毫米波微带阵列天线时，需要考虑以下因素：阵列规模：根据应用需求，确定阵列规模大小。

一般来说，阵列规模越大，天线性能越好。

但同时需要考虑实现复杂度和成本等因素。

辐射单元排列：辐射单元的排列方式对天线性能有重要影响。

常见的排列方式包括直线型、圆环型、平面型等。

介质基板选择：介质基板的材料和厚度对天线的性能也有重要影响。

一般要求介质基板具有低损耗角、高介电常数等特性。

天线馈电方式：天线的馈电方式包括同轴线馈电、微带线馈电、耦合馈电等。

选择馈电方式时需要考虑阻抗匹配、功率容量等因素。

根据上述设计因素，可以采用数值仿真方法进行优化设计。

常用的数值仿真软件包括Ansoft HFSS、CST等。

设计完成后，需要进行实验测试以验证设计结果的正确性。

实验测试是验证毫米波微带阵列天线性能的关键环节。

一般需要进行远场测试和近场测试，以评估天线的辐射性能和方向图。

同时，还需要测试天线的增益、效率、带宽等指标。

实验测试结果可为进一步优化设计提供参考依据。

通过对毫米波微带阵列天线的深入研究，我们可以总结出以下毫米波微带阵列天线具有宽带宽、高定向性、低副瓣电平、高辐射效率等优点，具有广泛应用前景。

新型微带阵列天线设计

一种新型微带阵列天线摘要：通过对微带驻波阵天线的分析研究，提出了一种新型微带驻波阵列天线。

用Ansoft HFSS仿真软件设计了一个16×6毫米波段低副瓣平面阵列微带驻波阵天线。

已运用在工程项目，其实测E面和H面副瓣均低于-20dB。

关键词：驻波阵，天线，低副瓣A New Kind of The Microstrip Antenna ArrayAbstrac：A novel microstrip standing wave antenna array is proposed. A 16×6 low side lobe millimeter wave band microsrip antenna array is designed using Ansoft HFSS. The array has already been applied in the practical engineering，and both its measured E-plane and H-plane side lobe are below –20dB.Keyword：Standing wave array; Antenna; Low side lobe1 引言微带天线的馈电网络一般分为并馈和串馈两种形式。

并馈网络一般是由多级简单型的一分二功分器组成，传输线比较长，在毫米波段，微带传输线的传输损耗比较大，而且功分网络的切角，拐弯等不规则的点比较多，这些不规则点都会产生一定量的辐射，干涉天线的方向图，使得天线副瓣升高。

而串馈网络，传输线比较短，不规则点少，更容易减少传输损耗和降低馈线辐射对天线方向图的影响。

串馈天线一般分两种，第一种是在天线单元阻抗上进行变换[1]，以得到低副瓣方向图需要的电流分布，第二种是在传输线上进行变换[2]，以得到低副瓣方向图需要的电流分布。

第一种方法，单元数量多时，阻抗变换线太细，不能保证加工精度。

Ku波段宽带双极化低副瓣微带阵列天线的设计

Ku波段宽带双极化低副瓣微带阵列天线的设计Ku波段宽带双极化低副瓣微带阵列天线的设计摘要：本文介绍了一种新型的Ku波段宽带双极化低副瓣微带阵列天线的设计。

该天线采用了双极化微带阵列设计，通过向微带阵列中引入射频电阻来实现宽带化和双极化，同时采用了对称馈电技术和圆极化技术来降低天线的副瓣和交叉极化损耗。

通过仿真和实验验证，该天线具有优良的性能，满足Ku波段应用中宽带、双极化和低副瓣的要求。

关键词：Ku波段；宽带双极化；微带阵列；低副瓣；天线设计1. 引言Ku波段在卫星通信、雷达探测等领域得到了广泛的应用。

在这些应用中，宽带、双极化和低副瓣是天线设计中非常重要的要求。

因此，如何设计出一种满足这些要求的Ku波段天线，一直是天线研究的热点问题之一。

2. 天线设计本文所设计的天线采用了微带阵列技术。

微带阵列具有结构简单、成本低、易于制造和维护等优点。

为了实现双极化，我们在微带阵列中引入了射频电阻，将信号分成水平极化和垂直极化两个信号，从而实现了双极化。

同时，我们还采用了对称馈电技术来降低交叉极化损耗。

为了实现低副瓣，我们采用了圆极化技术。

圆极化技术是一种将线极化信号转化成圆极化信号的技术，使得天线在接收和发射时不会受到来自其他方向的干扰。

通过对天线模型进行仿真和优化，我们得到了一种具有优良性能的Ku波段宽带双极化低副瓣微带阵列天线。

3. 实验结果我们通过实验验证了该天线的性能。

实验结果表明，该天线具有良好的双极化和宽带特性，同时副瓣降低明显，性能稳定可靠。

因此，该天线可以在Ku波段应用中发挥重要的作用。

4. 结论本文介绍了一种新型的Ku波段宽带双极化低副瓣微带阵列天线的设计。

通过对该天线进行仿真和实验验证，我们证明了该天线具有优良的性能，能够满足Ku波段应用中对宽带、双极化和低副瓣的要求。

因此，该天线可以被广泛应用于卫星通信、雷达探测等领域5. 局限性和展望虽然本文所设计的Ku波段宽带双极化低副瓣微带阵列天线具有优良的性能，但是还存在一些局限性。

一种X波段宽带低副瓣微带阵列天线设计

Ｄｅｓｉｇｎ０ｆａｎＸ— ＢａｎｄＭｉｃｒｏｓｔｒｉｐＡｒｒａｙｗｉｔｈＷｉｄｅｂａｎｄａｎｄＬｏｗＳｉｄｅｌｏｂｅ
ＬＵＸｉａｏ — ｐｅｎｇ，ＺＨＡＯＨｕａｉ — ｃｈｅｎｇ，ＬＡＩＱｉｎｇ — ｈｕａ
ＶＳＷＲ＜１．５ｉｓ１０．５，ａｎｄｔｈｅｓｉｄｅｌｏｂｅｌｅｖｅｌｉｓｂｅｌｏｗ一２４．５ｄＢ．Ｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｄｒａｄｉａｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｉｅｓａｒｅａｌｌ
ｄｉａｔｉｏｎ．Ａｄｅｍｏａｒｒａｙｏｆ１４× １４ｅｌｅｍｅｎｔｓｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ。ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄａｎｄｔｅｓｔｅｄ．Ｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｄｂａｎｄｗｉｄｔｈｏｆ
ｃａｖｉｔｙ
—Байду номын сангаас
２ＯｄＢ副瓣的裂缝波导驻波阵，其工作带宽通常微带贴片阵的优势在于低剖面、轻重量、易加
１引言
在高分辨合成孔径雷达系统中，为提高系统
第２期
２０１３年４月
雷达科学与技术
ＲａｄａｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇＹ
Ｖｏ１．１１Ｎｏ．２
Ａｐｒｉ１２０１３

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ｍａｔｃｈａｎｄ￣ｅｑｕｅｎｃｙｏｆｆｓｅｔ，ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｏｆｔｈｅｆｅｅｄｅｒ，ｔｈｅｉｎｐｕｔｉｍｐｅｄａｎｃｅａｎｄｒｅｓｏｎａｎｔ￣ｅｑｕｃｎｃｙｗａｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ，ａｎｄｗｉｄｔｈｏｆｆｅｅｄｅｒ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｒｅｄｕｃｅｓｉｄｅ－ｌｏｂｅｌｅｖｅｌｏｆａｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒｗａｖｅｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐａｎｔｅｎｎａａｒｒａｙ，ａｋｉｎｄｏｆｃｏｎｅｒｒｆｅｅｄｉｎｇｓｑｕａｒｅｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐａｎｔｅｎｎａｗａｓ
阻抗变换段与传输线之间存在不连续而导致阻抗失配和设计频率偏移这一突出问题的基础上，确定了馈线与输入阻抗、谐振频率的关系，利用ＨＦＳＳ软件优化馈线和阻抗变换段的宽度，实现了阻抗匹配和天线谐振频率的调整。仿真表明，设计的６×１０元谐振式角馈方形微带阵列是一种低造价、实用性强的低副瓣电平毫米波
ａｎｄｉｍｐｅｄａｎｃｅｃｏｎｖｅｒｔｅｒｗａｓｏｐｔｉｍｉｚｅｄｕｓｉｎｇＨＦＳＳｓｏｆｔｗａｒｅ．Ａｔｌａｓｔ，ｉｍｐｅｄａｎｃｅｍａｔｃｈｉｎｇｗａｓｒｅａｌｉｚｅｄａｎｄｒｅｓｏｎａｎｔ￣ｅｑｕｅｎｃｙｗａｓａｄｊｕｓ —
第３３卷
第２期
弹
箭
与
制
导
学
报
Ｖｏ１．３３Ｎｏ．２
２０１３年４月
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｒｏｊｅｃｔｉｌｅｓ，Ｒｏｃｋｅｔｓ，ＭｉｓｓｉｌｅｓａｎｄＧｕｉｄａｎｃｅ
ＺＨＡＯＷｅｔ，ＤＵＡＮＬｅｔ，ＱＩＤｏｎｇ，ＬＩＸｉａｏ（Ｎｏ．８ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｈｉｎａＡｉｒｂｏｒｎｅＭｉｓｓｉｌｅＡｃａｄｅｍｙ，ＨｅｎａｎＬｕｏｙａｎｇ４７１００９，Ｃｈｉｎａ）
Ａｐｒ２０１３
一
种毫米波低副瓣微带天线阵列的设计与仿真
赵伟，段磊，亓东，李晓
（中国空空导弹研究院第８研究所，河南洛阳４７１００９）摘要：针对降低毫米波段微带天线的副瓣电平，提出了一种角馈方形微带贴片天线阵。在分析毫米波频段
ｔｅｄ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅ６ｘｌ０ｕｎｉｔｓｒｅｓｏｎａｎｔｃｏｎｅｒｒｆｅｅｄｉｎｇｓｑｕａｒｅｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐａｒｒａｙｉｓａｋｉｎｄｏｆｌｏｗｃｏｓｔ，ｓｔｒｏｎｇｐｒａｃｔｉｃａｂｉｌｉｔｙｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒｗａｖｅａｎｔｅｎｎａｗｉｔｈｌｏｗｓｉｄｅ．１ｏｂｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏｎｅｒｒｆｅｅｄｉｎｇ；ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐａｒｒａｙ；ａｎｔｅｎｎａ；ｌｏｗｓｉｄｅ－ｌｏｂｅ；ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒｗａｖｅ
ｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ．Ｂａｓｅｄｏｎａｎａｌｙｚｉｎｇｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙｂｅｔｗｅｅｎｑｕａｒｔｅｒ — ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｓａｎｄｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｌｉｎｅｗｈｉｃｈｌｅａｄｓｉｍｐｅｄａｎｃｅｍｉｓ —
天线。
关键词：角馈；微带阵列；天线；低副瓣；毫米波
中图分类号：ＴＮ８２文献标志码：Ａ
ＴｈｅＤｅｓｉｇｎａｎｄＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆａＭｉｌｌｉｍｅｔｅｒＷａｖｅＭｉｃｒｏｓｔｒｄｅ－ｌｏｂｅ