基于基片集成波导左右手复合传输线的二维电扫描天线设计

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1、基于基片集成波导左右手复合传输线的二维电扫描天线设计摘要：基于基片集成波导左右手复合传输线，设计了二维电扫天线阵。采用具有频扫功能的漏波天线作为天线阵的阵元天线，并在阵元天线之间加入数字移相器来控制阵元天线间的相位差。仿真结果表明，在9GHz—11GHz频段，二维面阵电扫描天线实现了相频扫特性，在E面可实现频率扫描，频扫角度范围为-26°—30°，在H面可实现相位扫描，扫描角度由数字移相器控制。关键词：电扫天线阵；左右手复合传输线；基片集成波导中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2016)18-0201-04DesignofaTwo-dimensional

2、Electronic-scanningAntennaArrayBasedonSIWCompositeRight/Left-HandedTransmissionLineCHENGXin-chun1，GONGKai-chen2,SUNYu2,ZHANGAn-xue2(1.PLA75836Troops，Guangzhou510400，基于基片集成波导左右手复合传输线的二维电扫描天线设计摘要：基于基片集成波导左右手复合传输线，设计了二维电扫天线阵。采用具有频扫功能的漏波天线作为天线阵的阵元天线，并在阵元天线之间加入数字移相器来控制阵元天线间的相位差。仿真结果表明，在9GHz—11GHz频段，二

3、维面阵电扫描天线实现了相频扫特性，在E面可实现频率扫描，频扫角度范围为-26°—30°，在H面可实现相位扫描，扫描角度由数字移相器控制。关键词：电扫天线阵；左右手复合传输线；基片集成波导中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2016)18-0201-04DesignofaTwo-dimensionalElectronic-scanningAntennaArrayBasedonSIWCompositeRight/Left-HandedTransmissionLineCHENGXin-chun1，GONGKai-chen2,SUNYu2,ZHANGAn-xue2

4、(1.PLA75836Troops，Guangzhou510400，China；2.Xi’anJiaotongUniversity,Xi’an710049,China）Abstract：BasedonSIWCRLHTL，atwo-dimensionalelectronic-scanningantennaisproposedbasedonthefrequency-scanningantennasandphaseshiftersinordertoradiateandscanbothontheE-planeandH-plane.Inthefrequencyrangeof9GHzto11GHz

5、，thescanningangleontheE-planerangesfrom-26degto30degandthescanningangleontheH-planeiscontrolledbyphaseshifters.Keywords:electronic-scanningantenna；CRLHTL；SIW1背景1968年，前苏联科学家Veselago提出了左手材料的理论和概念，但是这种具有特异性质的材料在大自然中并不存在。20世纪90年代，英国物理学家Pendry教授提出，在微波频段，可以用细金属线阵列结构实现负的介电常数，用开口金属谐振环（简称SRR）的周期性排列结构可以实现

6、负的磁导率的新型人工电磁材料。2000年，Smith教授等人在Pendry教授提出的理论模型基础上将细金属线线和开口金属谐振环结合在一起，首次制造出在微波频段同时具有负介电常数和负磁导率的人工复合媒质，即左手材料。2002年，加州大学洛杉矶分校Itoh教授和多伦多大学Eleftheriads教授所颂导的科研小组分别独立提出了所谓左手传输线的思想，利用对偶原理根据右手传输线来构造左手传输线，由于左手传输线都是在右手传输线基础上构造的，难免会有右手效应，因此就构成了Itoh教授提出的左右手复合传输线（CRLH.TL）。自从2002年左右手复合传输线理论被提出以后，国内外许多研究小组将其和微

7、带线、矩形波导，基片集成波导等结合，研究出了很多新颖的微波滤波器、功分器、耦合器等，并成功应用于天线及阵列天线中。基片集成波导和左右手复合传输线的结合，使得天线的性能得到了很大的改善。2008年，德国斯图加特大学的WeitschY等人提出封闭结构的左右手复合传输基片集成波导，克服了能量泄漏的缺点［1］。2011年，ItohT等人提出半模左右手复合传输基片集成波导结构，进一步实现了小型化［2］。三坐标雷达（3D雷达）是指能同时测量目标距离、方位和