宽带Ka波段平面反射阵列天线设计

平面反射阵列天线的发展受到了带宽与功率容量两方面限制。为此,本文首先基于多谐振技术提出了一种新型平面反射阵列单元结构,相比于传统单元,所提出单元结构具有功率容量高、剖面低且相移曲线线性度好的特点。其次利用所提出单元,通过优化阵面特性在Ka波段设计了包含20×20个单元的平面反射阵列天线。最后利用电磁仿真软件进行模拟计算,结果显示在中心频点35 GHz处,天线峰值增益为27.58 dBi,口径效率为52.33%,副瓣小于−16.08 dB,并且在30.41~39.64 GHz频率范围内(相对带宽26.37%)天线增益跌落小于3 dB,并且所设计平面反射阵列天线最大功率容量可以达到13.99 MW,功率密度为218.54 W/mm^(2)。

基于两种单元贴片的毫米波平面反射阵列天线

针对单层介质单一贴片很难实现360°全域相位变化,文中提出了一种拥有环形贴片和环圆混合型贴片两种贴片组合结构的毫米波平面反射阵列天线,这种结构可以实现更为平滑的360°相位变化。利用这项技术,设计和分析了频率为94GHz的单层毫米波微带平面反射阵列天线,仿真计算验证了该方案的可行性。

一种星载Ka频段平面反射阵列天线设计

为适应星载数据传输需求,提出了一种Ka频段平面反射阵列天线设计方案,采用无源空间馈电的反射阵列天线形式和圆极化微带单元设计,给出了仿真与实测结果,天线半功率波束宽度大于7.0°,最大增益为25.5 dB,口径效率为37%,验证了设计方案的有效性,该方案具有高增益、高可靠性、低成本、低功耗等优点。

一种波束扫描超材料天线的设计

设计了一种结合正方形和八边形环的波束扫描超材料平面反射阵列天线。相比于传统的阵列天线设计,运用了新的相位补偿方法,即通过组合反射阵列单元在介质基板的材料不同时得到的相位曲线实现0~360°的相位补偿,使得阵列单元的相位曲线不需要完全覆盖0~360°,并且采用埃尔米特插值的方式解决相位特性曲线线性度差的问题。该方法的优势是具有广泛适应性,降低了对阵列单元的设计要求。利用这种方法设计了几款单层平面反射阵列天线,仿真结果显示反射波束方向与预期设定值相符合,且副瓣与主瓣都相差至少15 d B。通过调节超材料固态等离子体激励区域的范围即改变阵列单元的谐振结构,实现了空间波束扫描,为平面反射阵列天线的设计提供了一种新思路。