Ka波段高增益圆极化机载微带天线阵的设计与实现

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1、第31卷2010焦第6期6月航空学报ACTAAERONAUTICAETASTRONAUTICASINICAV01．3lNo．6June2010文章编号：1000—6893(2010)06—1245—05Ka波段高增益圆极化机载微带天线阵的设计与实现张艳君，陈爱新(北京航空航天大学电子信息工程学院，北京100191)DesignandRealizationofKa-bandHigh—gainCircularlyPolarizedAirborneMicrostripAntennaArrayZhangYanjan，ChenAixin(SchoolofElectron

2、icsandInformationEngineering，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100191，China)摘要：设计、分析、制作了一种T作在Ka波段的4单元高增益、圆极化机载微带天线阵列。利用顺序旋转阵列和串并馈方式的微带线网络馈电，显著改善了天线的轴比带宽和驻波带宽．减少了馈线损耗，实现了高增益。采用I。型微带调配枝节对贴片单元进行匹配，便于组阵，解决了阵列空间布局不合理的难题；馈电网络和天线单元集成在同一介质基板上，易于加工和制作。测试结果表明：该天线阵具有高增益和良好的圆

3、极化特性，从而证实了该方法的正确性和实用性。本文所设计的天线由于具有体积小、质量轻、结构紧凑、易于集成等优点，在机载相控阵雷达以及卫星通信系统中具有很好的应用前景。关键词：圆极化；微带天线；天线阵；增益测量；毫米波中图分类号：V243．4；TN822文献标识码：AAbstract：A4-elementhigh-gaincircularlypolarizedmicrostripantennaarrayoperatingatKa-bandisdesigned，analyzedandfabricated，andtheworkisreportedinthisartic

4、le．Thesequentialrotationmethodandseries-par-allelfeedtechniqueareemployedinthepowerdistributioncircuitforthearraytOimproveantennaperform—ance．Thelossofthefeedlinesisalsoreduced，thusachievinghighgain．TheproblemofunreasonablespatialarrangementissolvedbyusingtheL-shapedmicrostripmatchi

5、ngbranch．Thefeedingnetworkisintegratedonthesamesubstrateoftheantennaelements，whichmakesthefabricationandintegrationofthesystemeasy．Themeasuredresultsshowthattheantennaarrayhasachievedgoodperformance．Theproposedantennahastheadvantagesofsmallvolume，lightweight，compactconfiguration，and

6、easeofintegration．Itdemonstratesagoodprospectofapplicationinairbornephasedarrayradarandsatellitecommunicationsystems．Keywords：circularpolarization；microstripantennas；antennaarray；gainmeasurement；millimeterwave微带天线具有体积小、质量轻、剖面低、易共形、易与微波集成电路(M1C)和单片微波集成电路(MMIC)等集成的优点，得到了广泛的应用。Ka波段是毫米波

7、频段中的一部分，具有可用带宽宽、干扰少、设备体积小等优点，并且微带阵列天线的使用对飞机的隐身性能、机动性能等都具有非常重要的现实意义[1。3]，因此Ka波段圆极化、高增益微带天线阵具有很大的应用价值和1二程价值。目前Ka波段微带天线已经广泛应用到雷达、导弹制导、卫星通信等各种通信系统和军事领域中。由于传统的单个微带天线的增益及方向性均难以达到要求，因此只能用微带天线阵列来实收稿日期：2009—06-30；修订日期：2009—1l一17基金项目：国家自然科学基金(60831001)通讯作者：张艳君E—mail：zhangyanjun0715@126．corn现[

8、2]。文献[4-1采用不等幅馈电网络，