基于耦合線左右手復合傳輸線的頻掃天線陣設計

2.2 串行饋電網絡設計

天線陣采用串行功分器作為饋電網絡，串行功分器主干為左右手復合傳輸線，并在功分器各級和輸出端口都匹配到50Ω，其結構如圖4所示。

串行功分器可以認為是T型結功分器的級聯，單節T型結功分器結構如圖5所示。T型結功分器滿足如下關系：

；

其中為輸入端口特性阻抗，分別為兩個輸出端口特性阻抗，分別為兩個輸出端口的輸出功率。

圖4 饋電網絡結構

圖5 T型結功分器結構

串行饋電網絡中橫向的阻抗變換采用阻抗變換器，縱向的阻抗變換采用單短截線匹配枝節進行匹配。各個陣元采用非均勻饋電，功分器的輸出端口功率分配滿足切比雪夫分布。根據端口功率分配的情況以及前述的T型結功分器功率與特性阻抗的關系，可以計算得出饋電網絡中各個阻抗變換部分的參數。

2.3 天線陣設計

以前述的串行功分器作為天線陣的饋電網絡，單元天線與饋電網絡之間通過SMA接頭連接。單元天線采用微帶饋電型準八木天線。為了保證在大角度掃描時單元天線有足夠的增益，使用單元天線的H面進行掃描。單元天線所在平面與饋電網絡平面保持垂直。天線陣的實物如圖6所示，介質基板介電常數均為2.65，厚1.55mm。

圖6 八元頻掃天線陣實物圖

八元頻掃天線陣的仿真結果如圖7所示，其中圖（a）為天線陣回波損耗特性曲線，由圖可知在1.22GHz~1.48GHz頻帶內回波損耗小于-10dB。圖（b）為天線陣頻掃特性曲線，由圖可知天線陣掃描角度可以到達-40°~10°，天線陣增益為13dB~ 14.7dB，在掃描角度范圍內旁瓣電平可以達到-24dB。