平面行波串饋寬帶頻掃天線

行波天線一般為周期性結構，輻射可設計成從后射直到端射之間的任一方向，駐波天線通常為邊射。在行波串饋貼片天線陣列中，隨著單元數(shù)目的增多，損耗就越嚴重，后面貼片單元上的電流就很小，回波幾乎沒有，對于微帶線陣即使不接匹配負載，也可組成行波陣（準行波陣）。另外，如果接匹配負載，負載肯定將消耗一部分能力，引起能量不必要的浪費，同時還增大天線發(fā)熱量。

通過改變發(fā)射機頻率而達到波束掃描的天線陣稱為頻率掃描天線陣列。在行波串饋線性陣列中，相鄰兩個輻射元激勵相位逐個順次滯后，兩個相鄰元間饋電相位差

其中L_space為相鄰兩個輻射元之間距離：L_space=L_feed+L_pactch；λg為基片波長。

當L_space一定時，改變頻率，即改變λg，θfeed也隨之改變，天線主波束的指向也就會改變，這就是頻率掃描天線的基本概念。

兩個相鄰元間不但有饋電相位差θfeed，還有空間相位差

其中λ為空間波長，為輻射方向角。

當兩個相鄰元間總相位差

出現(xiàn)波束最大值，此時即為主波束指向角max，即：

當L_spaceλg時，max0，主波束方向偏向饋電端；當L_space>λg時，max>0，主波束方向偏向負載端。

2.3天線仿真結果

本文利用Ansoft公司的HFSS軟件對該陣列天線進行三維電磁仿真計算?；捎肨aconic公司的RF35A2介質基片，介電常數(shù)3.5，厚度0.508mm。經過優(yōu)化設計,陣列天線三維增益方向圖仿真結果如圖3所示，E面(yoz面)方向圖仿真結果如圖4所示。

圖3天線三維增益方向圖仿真結果(24GHz)

圖4天線E面(yoz面)方向圖仿真結果

在頻率從20.0GHz變化到25.0GHz時，主波束指向角從-40.2deg變化到-1.3deg，天線增益在15dB左右。

3天線測試

3.1測試環(huán)境

信號源AgilentE8257D激勵矩形喇叭天線HD-220HA提供發(fā)射信號，將待測天線做為接收天線安裝在暗室轉臺上，待測天線接頻譜儀AgilentE4447A測量出接收信號功率電平大小，水平轉動轉臺180度，繪制出待測天線功率電平方向圖。