【摘 要】
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微带反射阵列天线作为一种常用的高增益天线,在现代通信系统中具有十分重要的作用。它由传统的抛物面天线和阵列天线结合而来并且具有这两种天线的优点,如低剖面、重量轻、体积小、低成本、高定向性、结构简单、设计难度低等。正是由于这些优点,微带反射阵列天线被广泛应用于许多领域,并日益受到人们的重视。微带反射阵列天线由馈源天线和平面反射阵列组成,由于馈源天线到反射面上各单元的空间相位延迟不同,故需通过调整单元的
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微带反射阵列天线作为一种常用的高增益天线,在现代通信系统中具有十分重要的作用。它由传统的抛物面天线和阵列天线结合而来并且具有这两种天线的优点,如低剖面、重量轻、体积小、低成本、高定向性、结构简单、设计难度低等。正是由于这些优点,微带反射阵列天线被广泛应用于许多领域,并日益受到人们的重视。微带反射阵列天线由馈源天线和平面反射阵列组成,由于馈源天线到反射面上各单元的空间相位延迟不同,故需通过调整单元的结构来对不同位置处的相位差进行补偿,以实现指定方向的高定向辐射波束。然而,传统的微带反射单元的尺寸较大、带宽较窄、相位变化范围小。本文基于阿基米德螺旋线结构设计了新型的多谐振微带反射单元,提高了单元相位补偿性能,拓宽了天线的增益带宽。主要的研究工作包含以下两部分:(1)基于阿基米德螺旋线多谐振单元的微带反射阵列天线设计采用4条旋转对称的阿基米德螺旋线单元构建基本反射单元,设计了一款10×10的微带反射阵列天线。单元间距仅有0.39λ0,反射面口径尺寸为200 mm×200 mm。仿真结果表明,在工作频率5.8 GHz处,天线增益为18.7 dBi,1.5-dB增益带宽为22.1%(5.56-6.84 GHz)。通过在螺旋线中心加载圆环单元,改善了单元的相移补偿特性。同样口径尺寸下,测试结果表明,天线增益提升至18.9 dBi,1.5-dB和3-dB增益带宽分别为23.1%(5.50-6.84 GHz)和31.4%(5.31-7.13 GHz)。(2)基于双阿基米德螺旋环单元的微带反射阵列天线设计基于多谐振思想,采用双阿基米德螺旋环作为反射单元,设计了一款11×11的微带反射阵列天线。单元尺寸进一步缩减为0.348λ0,能够实现小型化,反射面口径尺寸为198 mm×198 mm。仿真结果表明,天线的增益为19.1 dBi,旁瓣水平低于-15.4 dB,交叉极化水平低于-29.7 dB,3-dB增益带宽为34%(5.30-7.27 GHz)。
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