一種新型微波寬帶單脈沖天饋系統(tǒng)

圖5給出了和差比較器一個輸入端口的特性曲線，從中可明顯看出一個輸入端口輸入的信號在四個輸出端口近似等幅輸出，回波損耗及各輸入端口之間的隔離度在整個頻帶內(nèi)都在-15dB以下。其他端口類似，不再給出。

圖4 Lange耦合器

圖5 輸入端口特性曲線

3 系統(tǒng)中的天線及天線陣

天線陣中的基本單元是指數(shù)漸變槽線天線, 圖6給出該漸變槽線天線的HFSS模型。 這種天線的結(jié)構(gòu)比較簡單,總共由三層材料組成:最頂層是金屬接地板,在該接地板上掏出由槽線(實線所示) 所圍的縫隙結(jié)構(gòu)，槽線由三部分構(gòu)成，第一部分是圓形槽線腔,對微帶傳輸線起到阻抗匹配作用；第二部分是矩形槽線,和微帶傳輸線起到相互耦合傳輸電磁波的作用；第三部分是漸變槽線,對天線所輻射的電磁波起到引向作用。中間層是介質(zhì)板。最底層是金屬微帶線(紅色部分所示)，微帶線的終端為扇形結(jié)構(gòu),主要起到終端負(fù)載匹配作用，微帶線通過該介質(zhì)板向槽線耦合饋電。該天線的駐波比主要取決于微帶饋線各匹配段的長度和寬度及槽線寬和終端腔體的尺寸等參數(shù)的選取，再者所有參數(shù)之間具有互補性，良好的輻射特性和駐波特性的槽線天線的獲得則需要根據(jù)天線的結(jié)構(gòu)參數(shù)的選取得到。需要說明的是天線單元幾個參數(shù)的選取，由于開口端長度最大不能超過工作頻帶中的高端波長, 否則陣列天線在高端出現(xiàn)柵瓣，開口又不能太小, 因為太小低端的輻射特性又要受到影響。槽線天線是指數(shù)漸變曲線，其方程為：

圖6 槽線天線的HFSS模型

（1）

將圖6所示的天線單元組成4個2×2的天線子陣，每個子陣分別接和差比較器的輸入端。采用Rogers 5880介質(zhì)基板，基板厚度0.508mm，介電常數(shù)為2.2，終端開口寬度為17mm，比例因子R=0.03，槽線寬度Wn=1mm。將圖3中和差比較器的每個輸入端口采用威爾金森功分器的形式形成兩個端口，分別接入二元天線陣（此天線陣平面與和差比較器平面垂直），這樣每個比較器的輸入端口就是接入2×2天線陣，從而形成整個單脈沖天饋系統(tǒng)（如圖7所示）。

圖7 單脈沖天線陣示意圖

圖8 天線的E面和H面方向圖

圖9 天線陣的和差方向圖