一種寬帶雙圓極化微帶天線
由于采用三枝節(jié)的90度電橋方案,如圖2所示,用ADS軟件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),相對(duì)于常規(guī)印刷式3dB電橋,從后面的結(jié)果可以看到采用級(jí)聯(lián)形式的3dB電橋可以大大拓寬其工作頻帶,保證兩個(gè)輸出端口在較寬的頻帶內(nèi)具有相等的功率輸出和穩(wěn)定的相位差,輸入口一和輸入口二分別連接接收或發(fā)射機(jī),可以實(shí)線兩種不同的圓極化。
圖290度電橋示意圖
3仿真和測(cè)試結(jié)果
以S頻段雙圓極化微帶天線為例進(jìn)行了仿真設(shè)計(jì)、實(shí)物加工和電性能測(cè)試,并對(duì)仿真和測(cè)試的數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較分析。天線的設(shè)計(jì)尺寸為d=24.2mm,R=31.6mm,r=5mm,S1=14.1mm,S2=2.6mm,h2=1mm。天線材料選用鋁合金,黃銅,天線罩材料為玻璃鋼,介電常數(shù)約為3.8。輻射貼片和反射地板間采用絕緣材料固定支撐,為了便于調(diào)試,初始設(shè)計(jì)時(shí)電橋沒(méi)有和天線進(jìn)行一體化設(shè)計(jì),電橋微波板選用Rogers,介電常數(shù)2.5。
圖3為仿真的天線方向圖,可以看出這種激勵(lì)方式的天線具有較寬的帶寬,20%帶寬內(nèi)6dB增益的波束覆蓋角度可以達(dá)到+/-300,0dB增益的波束覆蓋角度至少可以達(dá)到+/-600。天線最大增益約8dB。從天線的輻射方向圖可以看到,方向圖的均勻?qū)ΨQ性不是很理想,如果要追求更好的對(duì)稱性可以通過(guò)增加激勵(lì)的探針數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。圖5、圖6為電橋的仿真曲線,可以看出其在超過(guò)20%帶寬內(nèi)有很好的幅相特性,兩個(gè)輸出端口的幅度差小于0.2dB,相位差小于2度。
圖3天線主極化/交叉極化輻射方向圖(0.9f0/f0/1.1f0)
圖4為天線實(shí)物照片,天線單元安裝在一鋁合金支架頂部,90度電橋裝在支架內(nèi)側(cè)壁,天線與電橋間用等相的兩根電纜組建連接。在半開(kāi)口的簡(jiǎn)易微波暗室對(duì)天線進(jìn)行了方向圖測(cè)試,圖7為測(cè)試的天線增益方向圖,圖8為天線駐波比測(cè)試結(jié)果。
圖4天線實(shí)物照片
圖5電橋輸出端口的幅度分布(仿真結(jié)果)
圖6電橋兩輸出端口的相位差(仿真結(jié)果)
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評(píng)論