用于提升有限口径辐射功率的紧耦合相控阵天线的设计

摘要：

电磁波的辐射功率对其传输距离起着决定性作用.传统上,可以通过增大辐射口径或增加天线单元输入功率来提升电磁波的辐射功率.但辐射口径由于受装配空间限制而无法持续增大,天线单元输入功率的增大也因信号源功率提升困难而难以实现.因此,在有限口径下,如何提升电磁波的辐射功率成了迫切需要解决的问题.通过在有限口径下布置更多单元进行功率合成、改善单元的阻抗匹配和减小损耗以增加天线阵的辐射效率均可提升有限口径辐射功率.基于此,本文设计了一个可用于提升有限口径辐射功率的紧耦合相控阵天线,一方面采用高介电常数的介质基板使阵列小型化,同时使用紧凑型巴伦进行馈电,从而天线单元具有很小的尺寸,最终天线单元周期为0.144λhigh×0.144λhigh(λhigh为自由空间中最高工作频率对应的波长);另一方面通过改善巴伦和天线阵的阻抗匹配,使用频率选择表面匹配层改善天线阵和自由空间的阻抗匹配,以及使用低损耗的介质基板,从而提升天线阵的效率.仿真和测试结果表明,在1.7—5.4 GHz内天线阵具有宽角扫描性能并且保持高辐射效率.经过对比分析,本文设计的天线阵能够提高有限口径的辐射功率.

关键词：辐射功率;有限口径;相控阵天线;宽带宽角扫描

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资助基金：国家自然科学基金;博士后创新人才支持计划;四川省应用基础研究项目;中央高校基本科研业务费

在线出版日期：2021-10-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：50-57