引言

共形陣列天線是當前天線技術中最重要的發(fā)展方向之一。微帶天線由于具有剖面低、體積小、重量輕、易于與載體共形等特點，近年來被廣泛用于導彈、飛機、衛(wèi)星、火箭等飛行器上。但是，由于饋電網絡的歐姆損耗、介質損耗以及寄生輻射，微帶陣列天線效率較低，尤其是頻率較高或饋電網絡較長時。為了解決這些問題，引入波導混合饋電以降低損耗。采用波導縱縫耦合饋電設計了40GHz平面陣列天線，由于耦合縫交替排列導致E面波瓣不對稱;采用傾斜耦合雙縫饋電設計了30*30平面陣列天線，由于傾斜耦合雙縫引入不希望的輻射，導致天線增益下降。

本文利用波導微帶混合饋電方式設計了Ku波段微帶共形陣列天線，串饋微帶線陣與圓柱面共形，波導網絡通過對稱雙縫耦合對微帶線陣激勵，對稱耦合雙縫的采用有效抑制了耦合縫的輻射，提高天線極化純度。實驗結果表明天線性能優(yōu)良。

2 波導饋電微帶共形天線

波導饋電微帶共形天線如圖1所示。該陣列天線包含12個1*12微帶線陣，微帶線陣采用矩形貼片輻射單元，微帶線串饋激勵，基本串饋功分單元如圖2所示。

圖1 微帶共形天線陣示意圖

圖2 串饋功分器

設1端口是輸入端口，2、3端口功分比為

，則有：

依據微帶線陣的幅度加權系數，計算出各功分器的功分比，從而確定微帶串饋功分網絡。

由于微帶線陣與柱面共形，柱面曲率使各輻射單元之間存在空間程差，通過調整各輻射單元饋電微帶線的長度，來補償天線單元空間路程差引入的相位差。 為了降低饋電損耗，提高天線效率，軸向采用波導網絡對微帶線陣進行耦合饋電。波導饋電網絡由一個T接頭和一系列位于波導寬邊的縱向耦合縫組成，如圖3所示。波導網絡終端短路，耦合縫之間距離0.5

，距離短路面0.25

，形成一個駐波陣。耦合縫采用對稱雙縫結構，保證天線的結構對稱性，有效抑制耦合縫的輻射，提高天線的極化純度。

圖3 微帶共形天線陣透視圖

圖4 共形微帶陣列天線

3 實驗結果

加工了一個12*12單元微帶共形陣列天線，分別進行了天線端口駐波和波瓣圖及增益測試，如圖4所示。測試結果表明反射系數小于-10dB的阻抗帶寬有700MHz(見圖5)。圖6是15.3GHz的H面波瓣圖，即圓柱共形面波瓣圖，圖7是圓柱軸向，即波導饋電面波瓣圖，其交叉極化電平小于-25dB，天線增益為27.9dB，輻射效率為51%。

圖5 天線駐波曲線

圖6 共形天線H面波瓣圖

圖7 共形天線E面波瓣圖

4 結論

本文介紹了Ku波段12*12波導饋電微帶共形陣列天線的設計，共形面為微帶線串聯(lián)饋電的微帶線陣，軸向采用波導網絡對微帶線陣耦合饋電。提出的對稱雙縫耦合饋電有效抑制耦合縫的輻射，提高天線效率和極化純度。測試結果表明其阻抗帶寬有700MHz，交叉極化電平低于-25dB，天線效率達到51%。