双层双极化微带反射阵天线设计
(1.中国人民解放军93213部队,北京 100085;2.中国人民解放军93209部队,北京 100085)
摘要
针对传统反射阵天线仅能产生单一极化波的问题,文章基于超表面理论提出了一款双层双极化反射阵天线。设计了一款“双箭头型”超表面单元结构,单元周期为0.5λ0,剖面高度为0.15λ0。选用该单元组成21×21的阵列,阵列尺寸为315 mm×315 mm(10.5λ0×10.5λ0)。为了避免馈源对反射波的遮挡效应,采用标准增益角锥喇叭天线侧馈对反射阵列进行激励。仿真结果表明:所设计的双极化反射阵天线在9.5~10.5 GHz的频带范围内,在喇叭辐射不同极化球面波的激励下,分别生成了对应极化的高增益笔形波束。生成的X极化波和Y极化波在中心频点10 GHz的增益分别为28.7 dBi、27.0 dBi,口径效率分别为54.0%和36.0%。
关键词
反射阵天线;超表面;双极化;侧馈;高增益
参考文献
- [1] 卢华刚,马晨,范炼,等.用于卫星通信和GPS的高增益天线设计 [J].数字技术与应用,2021,39(6):16-18.
- [2] 傅世强,张佳琦,李超,等.用于调频连续波雷达系统的宽带高增益天线阵设计 [J].系统工程与电子技术,2018,40(10):2237-2241.
- [3] Lee J N,Kim K S,Jung J,et al. Sub-Terahertz High-Gain Antenna for Long-Distance Transmission [J].The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science,2021,32(1):10-18.
- [4] 喻田.折板筒体式双向可展柱状抛物面天线的设计与分析 [D].杭州:浙江大学,2014.
- [5] Manohar V,Rahmat-Samii Y. Understanding the Radiation Characteristics of Metal-Only, Low-Profile, Offset Stepped Parabolic Reflector Antennas: Simulation, Analysis, and Measurement [J].IEEE Transactions on Antennas and Propagation,2021,69(8):5078-5083.
- [6] Chen H D,Sim C Y D,Wu J Y,et al. Broadband High-Gain Microstrip Array Antennas for WiMAX Base Station [J].IEEE Transactions on Antennas and Propagation,2012,60(8):3977-3980.
- [7] 王晓丽.Ka波段微带平面阵列天线的研究与设计 [D].西安:长安大学,2019.
- [8] 王智斌,万国宾,郑文泉.一种双层微带反射阵天线单元设计及应用 [J].遥测遥控,2013,34(2):63-67,71.
- [9] Deng R Y,Yang F,Xu S H,et al. A Low-Cost Metal-Only Reflectarray Using Modified Slot-Type Phoenix Element With 360° Phase Coverage [J].IEEE Transactions on Antennas & Propagation,2016,64(4):1556-1560.
- [10] Chen G T,Jiao Y C,Zhao G,et al. Design of Wideband High-Efficiency Circularly Polarized Folded Reflectarray Antenna [J].IEEE Transactions on Antennas and Propagation,2021,69(10):6988-6993.
- [11] Berry D,Malech R,Kennedy W. The Reflectarray antenna [J].IEEE Transactions on Antennas and Propagation,1963,11(6):645-651.
- [12] Malagisi C S. Microstrip Disc Element Reflect Array [C]//Electronics and Aerospace Systems Convention (EASCON'78),1978:186-192.
- [13] 朱熙铖,张盼盼,叶颖,等.一种基于折合式平面反射阵天线的毫米波高增益滤波天线 [J].固体电子学研究与进展,2021,41(1):41-46.
- [14] An W X,Xu S H,Yang F. A Metal-Only Reflectarray Antenna Using Slot-Type Elements [J].IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters,2014,13:1553-1556.
- [15] 薛飞,王宏建,董兴超.新型单层双频双极化微带反射阵天线的设计 [J].电子与信息学报,2017,39(3):697-702.
作者简介
李启华(1985—),男,汉族,江西新余人,工程师,博士,研究方向:光电装备环境影响模拟分析。