基于緊耦合的超寬帶天線陣列技術(shù)研究.pdf

1、超寬帶相控陣在當(dāng)前無線通信和遙感系統(tǒng)中扮演著越來越重要的角色，先進(jìn)雷達(dá)、軟件無線電、電子干涉測量系統(tǒng)以及射電天文系統(tǒng)都需要射頻前端實(shí)現(xiàn)寬帶波束成形。緊耦合陣列作為一種新型的超寬帶天線陣列，利用單元耦合拓展陣列帶寬，解決了相控陣抑制互耦的難題，解除了制約相控陣帶寬的瓶頸。
　　本文主要研究集成巴倫饋電的超寬帶緊耦合天線陣列，主要從Floquet定理出發(fā)，給出平面周期陣列的分析方法。利用電流層陣列的概念，從等效電路角度分析單元間互耦效

2、應(yīng)對于陣列帶寬的影響。建立起緊耦合陣列模型與等效電路之間的對應(yīng)關(guān)系，為設(shè)計緊耦合陣列提供理論依據(jù)。
　　在上述基礎(chǔ)之上，本文首先考慮一種采用EBG結(jié)構(gòu)加載的雙極化緊耦合天線陣列，工作帶寬在900MHz~9GHz(10:1)。研究了EBG和有耗吸收層對于陣列駐波和輻射效率的影響。結(jié)果表明，背板加載結(jié)構(gòu)可以有效抑制PEC背板帶來的短路諧振，將陣列的帶寬拓寬至原來的兩倍。并且天線陣列整體輻射效率接近80％，共面極化與交叉極化保持接近40

3、dB的交叉極化隔離度。本文從雙極化單元的仿真出發(fā)驗(yàn)證了單元互耦拓寬帶寬的特性。
　　最后本文主要研究緊耦合陣列的饋電技術(shù)，提出了采用集成巴倫饋電的TCA-IB陣列，采用AFSS層抑制PEC短路點(diǎn)，采用阻抗匹配層WAIM避免波束掃描盲區(qū)，采用微帶線到共面平行雙線實(shí)現(xiàn)寬帶饋電，實(shí)現(xiàn)工作帶寬2GHz~10GHz(5:1)，陣列波束在E面和H面可以掃描到?45?，得到的陣列波束的增益與理想增益接近，交叉極化隔離度保持在大約20dB。TCA