波導(dǎo)柱面共形縫隙陣天線方向圖優(yōu)化設(shè)計(jì)

從圖3、4所示的方向圖可以看出，在theta＝±60⁰的范圍內(nèi)，方向圖與平面陣的方向圖一致，符合設(shè)計(jì)需求。但是在超過±60⁰的范圍，副瓣電平、后瓣電平持續(xù)拉高，同時，全向點(diǎn)源綜合的方向圖不能反應(yīng)出極化方向?qū)徊鏄O化分量的影響。

圖3 均勻分布（20單元，全向點(diǎn)源）

圖4 泰勒分布（20單元，-25dB，全向點(diǎn)源）

所以，必須考慮單個縫隙的輻射方向圖特性。根據(jù)波導(dǎo)尺寸與工作頻率，利用電磁仿真軟件HFSS仿真出單個縫隙的歸一化輻射方向圖，以此作為擬合數(shù)據(jù)得到，代入公式（1）中，得到擬合的方向圖如下所示。

圖5 縫隙單元仿真方向圖

從圖6、7可以看出，交叉極化分量將在某個角度消除方向圖的零深、引起旁瓣電平抬高，同時，后瓣電平較高。

圖6 均勻分布（20單元，方向性點(diǎn)源）

圖7 泰勒分布（20單元，-25dB，方向性點(diǎn)源）

下面，我們將以Ku波段的某一型號天線為例，把方向圖綜合設(shè)計(jì)結(jié)果與仿真結(jié)果、測試結(jié)果進(jìn)行對比分析。

4 Ku頻段天線方向圖的綜合設(shè)計(jì)、仿真與測試

Ku頻段某一個波導(dǎo)柱面共形縫隙陣列天線，由輻射層、饋電層兩層構(gòu)成，其參數(shù)如下所示：

單元數(shù)目（輻射層）： 34*12；

中心工作頻率： 15GHz；

輻射波導(dǎo)尺寸： 14mm*6.4mm；

耦合波導(dǎo)尺寸： 12.631mm*6.4mm；