采用印刷振子的赋形天线阵
先按1分2不等分,分出5.6dB这组值,即上半部分分出5.6dB,下半部分分出剩下的四个量之和,也就是:即:
,将该比例系数k代入混合线功率分配器方程得:
即为功分器变换段微带线的阻抗值,将该值代入CST软件中,并按以下步骤进行:
即可计算出适合的微带线宽度,微带线长度为。对于微带线的拐角切入深度,可按下式进行计算:
则切入深度:
各系数关系,如图所示:
图8功分器拐角切入深度
通过以上计算,可确定微带线的尺寸。
此外,由功分器的相关资料可知:微带功分器的导线宽度影响功分量的大小,而导线长度则影响各功分量相位的大小,因此,可按照该原理相应调节导线长度和宽度,以使其达到要求的功分量与相位值。后续过程仍按照此思路向下进行,即可把整个功分器的各微带线长度、宽度算出,从而完成整个功分器的计算。按照本文中印刷阵列各个端口馈电幅度和相位的需要,将计算出的尺寸代入CST中,建立的功分器模型为:
图9微带功分器模型
其s参数为:
图10功分器幅度仿真结果
图11功分器相位仿真结果
将计算的结果与仿真结果相互对比可见,该功分器理论值与实际仿真值具有非常好的一致性,能达到要求的性能指标。将其与前面的五个单元阵列天线相连,并使其很好地匹配,从而完成整个阵列天线的计算仿真过程。
5总结
印刷振子天线由于其独特的结构而具有许多优点:剖面薄、体积小、重量轻,具有平面结构,易于与载体共形,馈电网络可与天线集成,适用于印刷电路批量生产等,已经成为集成化天线的主角。在现代雷达及通信系统的应用中,由印刷阵列天线来实现所要求的波束形状已成为主流方向之一,因此对它的研究具有重要的意义。但需要指出的是:当阵列单元数目较多时,由于足够的综合的自由度,上述方法通常效果较好。然而当单元数目较少时,其有限的自由度使综合中会出现较大的结果。在这种情况下,通常需要用到优化方法,关于这方面的内容,还正在研究之中。
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