非均匀间距的低副瓣宽带微带阵列天线设计

为降低天线副瓣电平(SLL)和展宽带宽,设计了一款谐振频率为14.25 GHz的16阵元非均匀间距的耦合馈电微带阵列天线。天线采用多层设计,通过在接地板开矩形槽进行耦合馈电,并引入空气层,降低天线Q值,增大带宽。区别于均匀间距阵列天线的激励幅值加权,从阵元间距角度入手,利用差分进化算法降低副瓣电平,构建非均匀间距并联线阵天线。用槽面辐射的能量近似代替阵元接收的能量,观察阵元功率分配情况,并建立馈电网络所有馈线段的数学关系,保证非均匀间距条件下所有阵元为等幅同相激励。测试结果显示,天线在14~14.5 GHz范围内电压驻波比小于2,满足了卫星动中通的带宽要求;工作带宽内增益大于16 dB,副瓣电平低于-16 dB,性能优于均匀间距阵列天线。

并联型非均匀间距微带阵列天线设计

为降低天线副瓣,设计了一款谐振频率为12.5 GHz的16阵元非均匀间距微带阵列天线。利用差分进化算法对阵元间距进行稀疏化处理,得到有利于副瓣降低的阵元位置。由于阵元间距不相等,需要对馈电网络进行设计,保证从馈电端到任意天线单元的馈线长度一致,使所有天线单元同相位激励。在HFSS中构建均匀间距阵列天线和非均匀间距阵列天线,进行对比分析。仿真实验结果显示,设计的天线在谐振频率为12.5 GHz时回波损耗低于-30 dB,副瓣电平低于-18.4 dB,优于均匀间距阵列的-13.2 dB,达到了抑制副瓣电平的效果。