Ka波段宽带圆极化微带天线单元及阵列设计
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Ａ ｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ：Ａ ｎ ｏｖ ｅ ｌ Ｋａ— ｂ ａ ｎ ｄ ｂ ｒ ｏ ａ ｄ ｂａ ｎｄ ｃ ｉ ｒ ｃｕ ｌ ａ ｒ ｌ ｙ ｐ ｏ ａｒ ｌ ｉ ｚ ｅ ｄ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｔ ｒ ｉ ｐ ｐ ａ ｔ ｃ ｈ ａ ｎ ｔ ｅ ｎｎ ａ ｆ ｅ ｄ ｂ ｙ ｒ ｅ ｃ ｔ ａ ｎｇ ｕｌ ａ ｒ ａ ｐｅ ｒ ｔ ｕ ｒ ｅ ｃ ｏ ｕ ｐ ｌ ｉ ｎｇ ｗａ ｓ ｐｒ ｏ ｐｏ ｓ ｅ ｄ
改 善 天线 的轴 比带 宽 和 圆极 化 纯 度 ， 采 用 顺 序 旋 转 馈 电技 术 ， 设 计 了 ４× ４宽 带 圆 极 化 微 带 天 线 阵 列 。仿 真 结
果表 明 ， 该 天 线 阵列 具 有 良好 的 宽 带 特 性 ， 其 阻抗 带宽 （ Ｓ １ １＜ 一１ ０ ｄ Ｂ ） 达２ ５ ％（ ３ １ ． ４— ４ ０ ． ２ Ｇ Ｈ ｚ ） ， 轴 比带 宽
ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｉ ｍｐ ｅ ｄ ａ ｎ ｃ ｅ ｂ ａ ｎ ｄ ｗ ｉ ｄ ｔ ｈ （ Ｓ １ １＜ 一１ ０ ｄ Ｂ）ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ａ ｎ ｔ ｅ ｎ ｎ ａ ａ ｒ ｒ ａ ｙ ｉ ｓ ２ ５ ％（ ３ １ ． ４—４ ０ ． ２ Ｇ Ｈ ｚ ） ，ｔ ｈ ｅ Ａ Ｒ ｂ ａ ｎ ｄ ｗ ｉ ｄ ｔ ｈ （ Ａ Ｒ ＜３ ）ｉ ｓ １ ７ ％
（ ３ １ ． ８—３ ７ ． ８ ＧＨｚ ） ．
Ｋｅ ｙｗｏ ｒ ｄｓ： ｂｒ ｏ ａ ｄ ｂ ａ ｎｄ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕｌ ａ ｒ ｐｏ ｌ ａ ｒ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏｎ； ｓ ｅ ｑ ｕｅ ｎｔ ｉ ａ ｌ ｌ ｙ ｒ ｏ ｔ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｅ ｄ； ｒ ｆ ｅ ｃ ｔ ａ ｎ ｇ ｕ ｌ ａ ｒ ａ ｐ ｅ ￣ｕｒ ｅ ｃ ｏ ｕ ｐ ｌ ｉ ｎｇ；Ｋａ － ｂａ ｎｄ
Ｆ ｉ ｒ ｓ ｔ ｌ ｙ ， ｔ ｈ ｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ ｋ ｅ ｙ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｏ ｎ ａ ｘ ｉ ａ ｌ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ （ Ａ Ｒ ）ｗ ａ ｓ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ．Ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ Ａ Ｒ ｂ ａ ｎ ｄ ｗ ｉ ｄ ｔ ｈ ａ ｎ ｄ ｉ ｍ ｐ ｅ ｄ ａ ｎ ｃ ｅ ｂ ａ ｎ ｄ ｗ ｉ ｄ ￣， ａ ４×
轴 比带 宽得到 一定 提高 ， 达到了 ５ ． ６ ％； 文献 ［ ４ ］ 和文 Ｕ ５ Ｉ 吾
Ｋ ａ 波 段是 毫 米 波 段 中 的一 部 分 ， 其 微 带 天 线 具 有 体 积小 、 重量 轻 、 剖 面薄 、 易共 形 、 方 向性 好 、 探 测 精 献［ ５ ］ 分别 采 用 ４层 介 质 耦 合 馈 电 和 正 交 Ｈ形 口径 耦 合 馈 电设计 了宽 带 圆极化 微带 天 线 ， 获得 了较 宽 的 阻抗 带宽 和轴 比带 宽 ， 但 这 种 天 线 结 构 比较 复 杂 ， 尺 寸 比较大 ， 不适 合 阵列 天线 的应用 。
ＨＵ Ｚ ｈ ｉ ｈ ｕ ｉ ，Ｊ Ｉ ＡＮＧ Ｙｏ ｎ ｇ ｈ ｕ ａ ，Ｌ Ｉ Ｎ ａ ， Ｌ Ｉ ＮＧ Ｘｉ ａ ｎ ｇ
（ １ Ｎ ａ ｖ ａ ｌ Ａ ｅ ｒ ｏ ｎ ａ ｕ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｎ ｄ Ａ ｓ ｔ ｒ ｏ ｎ ａ ｕ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ，Ｓ ｈ ａ ｎ ｄ ｏ ｎ ｇ Ｙ ａ ｎ ｔ ａ ｉ ２ ６ ４ ０ ０ １ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ２ Ｎ ｏ ． ９ １ ９ １ ７ Ｕ ｎ ｉ ｔ ， Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ ０ ０ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
（ Ａ Ｒ＜ ３ ｄ Ｂ） 达 １ ７ ％（ ３ １ ． ８— ３ ７ ． ８ Ｇ Ｈｚ ） 。
关键 词 ： 宽 带 圆极 化 ； 顺序旋转馈 电； 矩形缝隙耦合 ； Ｋ ａ 波 段
中图分类号 ： Ｔ Ｎ ８ ２ 文献标志码 ： Ａ
Ｔｈ ｅ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ａ Ｋａ — ｂａ ｎ ｄ Ｂｒ ｏ ａ ｄ ｂ ａ ｎ ｄ Ｃｉ ｒ ｃ ｕ ｌ ａ ｒ ｌ ｙ Ｐｏ ｌ ａ ｒ ｉ ｚ ｅ ｄ Ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｔ ｒ ｉ ｐ Ａｎ ｔ ｅ ｎ ｎ ａ ａ ｎ ｄ Ａｒ ｒ ａ ｙ
第３ ３卷
第 ２期
弹
箭
与
制
导
学
报
Ｖ０ １ ． ３ ３ Ｎｏ ． ２ Ａｐ ｒ ２ ０１ ３
２ ０１ ３年 ４月
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｐ ｒ ｏ ｊ ｅ ｃ ｔ ｉ ｌ ｅ ｓ ，Ｒ ｏ ｃ ｋ ｅ ｔ ｓ ，Ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｌ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ Ｇ ｕ ｉ ｄ ａ ｎ ｃ ｅ
４ ｂ ｒ ｏ ａ ｄｂ ａ ｎ ｄ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕｌ ｒｌ ａ ｙ ｐｏ ｌ ａ ｒ ｉ ｚ ｅ ｄ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｔ ｒ ｉ ｐ ａ ｎ ｔ ｅ ｎ ｎ ａ ａ ｒ ｒ ａ ｙ ｕｓ ｉ ｎｇ ｓ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎｔ ｉ ａ ｌ ｌ ｙ ｒ ｏ ｔ ａ ｔ ｅ ｄ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎｉ ｑ ｕｅ ｗａ ｓ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ． Ｔｈｅ ｓ ｉ ｍｕｌ ａｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｈｏ ｗｓ
Ｋ ａ波段宽带 圆极化 微带天线单元及阵列设计
胡 志 慧 ， 姜 永 华 ， 李 娜 ， 凌 祥
（ １海 军 航 空 工 程 学 院 ， 山东烟 台 ２ ６ ４ ０ ０ １ ； ２ ９ １ ９ １ ７部 队 ， 北京 １ ０ ０ ０ ０ ０ ）
摘
要： 设 计 了一 种 基 于 矩 形 缝 隙 耦 合 的 Ｋ ａ波 段 圆 极 化 微 带 天 线 单 元 ， 分 析 了 各 参 数 对 轴 比特 性 的 影 响 ； 为
改 善 天线 的轴 比带 宽 和 圆极 化 纯 度 ， 采 用 顺 序 旋 转 馈 电技 术 ， 设 计 了 ４× ４宽 带 圆 极 化 微 带 天 线 阵 列 。仿 真 结
果表 明 ， 该 天 线 阵列 具 有 良好 的 宽 带 特 性 ， 其 阻抗 带宽 （ Ｓ １ １＜ 一１ ０ ｄ Ｂ ） 达２ ５ ％（ ３ １ ． ４— ４ ０ ． ２ Ｇ Ｈ ｚ ） ， 轴 比带 宽
ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｉ ｍｐ ｅ ｄ ａ ｎ ｃ ｅ ｂ ａ ｎ ｄ ｗ ｉ ｄ ｔ ｈ （ Ｓ １ １＜ 一１ ０ ｄ Ｂ）ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ａ ｎ ｔ ｅ ｎ ｎ ａ ａ ｒ ｒ ａ ｙ ｉ ｓ ２ ５ ％（ ３ １ ． ４—４ ０ ． ２ Ｇ Ｈ ｚ ） ，ｔ ｈ ｅ Ａ Ｒ ｂ ａ ｎ ｄ ｗ ｉ ｄ ｔ ｈ （ Ａ Ｒ ＜３ ）ｉ ｓ １ ７ ％
（ ３ １ ． ８—３ ７ ． ８ ＧＨｚ ） ．
Ｋｅ ｙｗｏ ｒ ｄｓ： ｂｒ ｏ ａ ｄ ｂ ａ ｎｄ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕｌ ａ ｒ ｐｏ ｌ ａ ｒ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏｎ； ｓ ｅ ｑ ｕｅ ｎｔ ｉ ａ ｌ ｌ ｙ ｒ ｏ ｔ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｅ ｄ； ｒ ｆ ｅ ｃ ｔ ａ ｎ ｇ ｕ ｌ ａ ｒ ａ ｐ ｅ ￣ｕｒ ｅ ｃ ｏ ｕ ｐ ｌ ｉ ｎｇ；Ｋａ － ｂａ ｎｄ
Ｆ ｉ ｒ ｓ ｔ ｌ ｙ ， ｔ ｈ ｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ ｋ ｅ ｙ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｏ ｎ ａ ｘ ｉ ａ ｌ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ （ Ａ Ｒ ）ｗ ａ ｓ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ．Ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ Ａ Ｒ ｂ ａ ｎ ｄ ｗ ｉ ｄ ｔ ｈ ａ ｎ ｄ ｉ ｍ ｐ ｅ ｄ ａ ｎ ｃ ｅ ｂ ａ ｎ ｄ ｗ ｉ ｄ ￣， ａ ４×
轴 比带 宽得到 一定 提高 ， 达到了 ５ ． ６ ％； 文献 ［ ４ ］ 和文 Ｕ ５ Ｉ 吾
Ｋ ａ 波 段是 毫 米 波 段 中 的一 部 分 ， 其 微 带 天 线 具 有 体 积小 、 重量 轻 、 剖 面薄 、 易共 形 、 方 向性 好 、 探 测 精 献［ ５ ］ 分别 采 用 ４层 介 质 耦 合 馈 电 和 正 交 Ｈ形 口径 耦 合 馈 电设计 了宽 带 圆极化 微带 天 线 ， 获得 了较 宽 的 阻抗 带宽 和轴 比带 宽 ， 但 这 种 天 线 结 构 比较 复 杂 ， 尺 寸 比较大 ， 不适 合 阵列 天线 的应用 。
ＨＵ Ｚ ｈ ｉ ｈ ｕ ｉ ，Ｊ Ｉ ＡＮＧ Ｙｏ ｎ ｇ ｈ ｕ ａ ，Ｌ Ｉ Ｎ ａ ， Ｌ Ｉ ＮＧ Ｘｉ ａ ｎ ｇ
（ １ Ｎ ａ ｖ ａ ｌ Ａ ｅ ｒ ｏ ｎ ａ ｕ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｎ ｄ Ａ ｓ ｔ ｒ ｏ ｎ ａ ｕ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ，Ｓ ｈ ａ ｎ ｄ ｏ ｎ ｇ Ｙ ａ ｎ ｔ ａ ｉ ２ ６ ４ ０ ０ １ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ２ Ｎ ｏ ． ９ １ ９ １ ７ Ｕ ｎ ｉ ｔ ， Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ ０ ０ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
（ Ａ Ｒ＜ ３ ｄ Ｂ） 达 １ ７ ％（ ３ １ ． ８— ３ ７ ． ８ Ｇ Ｈｚ ） 。
关键 词 ： 宽 带 圆极 化 ； 顺序旋转馈 电； 矩形缝隙耦合 ； Ｋ ａ 波 段
中图分类号 ： Ｔ Ｎ ８ ２ 文献标志码 ： Ａ
Ｔｈ ｅ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ａ Ｋａ — ｂａ ｎ ｄ Ｂｒ ｏ ａ ｄ ｂ ａ ｎ ｄ Ｃｉ ｒ ｃ ｕ ｌ ａ ｒ ｌ ｙ Ｐｏ ｌ ａ ｒ ｉ ｚ ｅ ｄ Ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｔ ｒ ｉ ｐ Ａｎ ｔ ｅ ｎ ｎ ａ ａ ｎ ｄ Ａｒ ｒ ａ ｙ
第３ ３卷
第 ２期
弹
箭
与
制
导
学
报
Ｖ０ １ ． ３ ３ Ｎｏ ． ２ Ａｐ ｒ ２ ０１ ３
２ ０１ ３年 ４月
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｐ ｒ ｏ ｊ ｅ ｃ ｔ ｉ ｌ ｅ ｓ ，Ｒ ｏ ｃ ｋ ｅ ｔ ｓ ，Ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｌ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ Ｇ ｕ ｉ ｄ ａ ｎ ｃ ｅ
４ ｂ ｒ ｏ ａ ｄｂ ａ ｎ ｄ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕｌ ｒｌ ａ ｙ ｐｏ ｌ ａ ｒ ｉ ｚ ｅ ｄ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｔ ｒ ｉ ｐ ａ ｎ ｔ ｅ ｎ ｎ ａ ａ ｒ ｒ ａ ｙ ｕｓ ｉ ｎｇ ｓ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎｔ ｉ ａ ｌ ｌ ｙ ｒ ｏ ｔ ａ ｔ ｅ ｄ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎｉ ｑ ｕｅ ｗａ ｓ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ． Ｔｈｅ ｓ ｉ ｍｕｌ ａｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｈｏ ｗｓ
Ｋ ａ波段宽带 圆极化 微带天线单元及阵列设计
胡 志 慧 ， 姜 永 华 ， 李 娜 ， 凌 祥
（ １海 军 航 空 工 程 学 院 ， 山东烟 台 ２ ６ ４ ０ ０ １ ； ２ ９ １ ９ １ ７部 队 ， 北京 １ ０ ０ ０ ０ ０ ）
摘
要： 设 计 了一 种 基 于 矩 形 缝 隙 耦 合 的 Ｋ ａ波 段 圆 极 化 微 带 天 线 单 元 ， 分 析 了 各 参 数 对 轴 比特 性 的 影 响 ； 为