一种新型平板高增益天线

《一种新型平板高增益天线》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、42航天电子对抗第29卷第1期一种新型平板高增益天线孙永志1’2，王伟光1，孙建庆1，赵旭1，王一笑1(1．中国航天科工集团8511研究所，江苏南京210007；2．东南大学信息与通信工程博士后流动站，江苏南京210096)摘要：设计了一种新型低剖面、高增益天线，即褶皱地平面天线。这种新型天线的剖面只有喇叭天线的1／10，采用周期性结构的金属制作而成，可以广泛应用于弹载、机载和星载侦察系统以及敌我识别系统。关键词：低吾4面；高增益；天线中图分类号：TN95文献标识码：Anewlow‘。profilehigh-。gainantennaSunYongzhil～，WangW

2、eiguan91，SunJianqin91，ZhaoXul，WangYixia01(1．No．8511ResearchInstituteofCASIC，Nanjing210007，Jiangsu，China；2．InformationandCommunicationEngineerPost—doctoralMobileStation，SoutheastUniversity，Nanjing210096，Jiangsu，China)Abstract：Anewlow-profileandhigh—gainantennawithcorrugatedgroundplaneisd

3、esigned．Theprofileofthisnewtypeofantennaisonly1／10ofthehornantenna，whichiscomposedoftheperiodicstructureofthemetal．Thiskindofantennacanbewidelyusedonboardairborneandspacebornereconnaissancesystems，aswellasfriendorfoeidentificationsystem．Keywords：low—profile；high—gain；antenna0弓1--'--增益的特

4、性。弹载、机载和星载平台下的电子侦察系统多数采用传统天线形式，无法满足日益发展的侦察作战需求。这类侦察系统，尤其是卫星组网下的电子侦察系统，迫切需要小型轻质、低剖面化、较高增益的新体制天线。超材料研究作为当前电磁领域的热点课题，其实现与应用受到人们的广泛关注[11]。超材料逐步应用于天线，已有大量文章做了报道。虽然超材料的研究在理论、实验和应用等方面均取得了巨大进展，但是，进一步深入却遇到了其材料研究自身的瓶颈问题，尤其是X波段以上的超材料研究受到了很大的制约。由于内部自由电子的谐振效应，金属将表现为色散介质并伴随较大的损耗，不具有实际应用的潜力。鉴于上述的超材料技术

5、瓶颈，本文提出了一种新型的、金属制作的褶皱地平面天线，其具有低剖面和高收稿日期：2012—07—10；2012—12—30修回。作者简介：孙永志(1976一)，男，博士，主要研究方向为天线设计、异向介质研究。l褶皱地平面天线工作原理通过一定深度的褶皱结构对电磁场的谐振或者调制效应，使得天线结构的等效介电常数￡。发生变化。褶皱结构提高次波长孔透射示意图如图1所示。图意一下特透●_IL●●氐f波f次．_㈣煽l构f结．_I皱f褶图2013(1)孙永志，等：一种新型平板高增益天线43___——__________—__________———__—________—____●_

6、●—-_________I_____-__—___I一由图1(a)可见，在褶皱结构作用下，入射电磁波的波矢发生平移，当入射电磁波波矢和褶皱结构表面波波矢相同时，入射电磁波能量耦合到褶皱结构表面波，进而有效地辐射到自由空间中。当通过次波长小孔在金属表面产生倏逝场时，褶皱结构的作用如图1(b)所示。由图1(b)可以看出，平面波入射到一金属小孔，孔的宽度远小于波长，入射电场在0X面上。电磁能量通过小孔耦合到金属片另一侧，形成倏逝场。在电磁波出射金属表面一定位置处周期性地刻有一定深度的褶皱，当褶皱深度小于倏逝场的1／4波长时，电场能量将耦合进褶皱并通过谐振产生金属表面波。然后

7、能量在各个褶皱结构内聚集，并通过衍射效应向垂直于金属表面的方向辐射，将束缚在金属表面的倏逝场转变为辐射的电磁能量。由于每个褶皱都是同相垂直辐射，从而激发高效率、高指向性的辐射场。而光滑地平面结构和传统四分之一谐振褶皱结构对TE模和TM模传播特性的影响，目前已有准确的分析，其结构图如图2所示。TEtoz①寸}+TMtoz+@一卜，，TEtoz①j÷+公坚乙@jb卜『彳-一g⋯一一．g⋯一图2光滑地平面与基于四分之一波长的褶皱地平面结构图2中I表示TE模，Ⅱ表示TM模。图2(a)为光滑地平面结构，对于TE模，电场切向电场为0，但TM模仍然可以传播。同理，