为了实现一维频率扫描,设计了一个X波段的串馈频扫平面阵列天线。单个功分器采用四分支定向耦合器,并且引入低通滤波结构,在实现大功分比设计的同时还解决了两输出口间的相位偏移问题。采用低损耗空气带状线作为馈线,有效降低了串馈频扫天线的损耗。馈电网络与天线阵列独立设计,降低了对计算机硬件的要求。实测结果表明,所设计阵列可实现-27°~30°的一维扫描,副瓣电平低于-22 d B。
为了提高低截获概率雷达系统的性能,针对低截获概率设备对发射天线的需求,文中设计了一种宽频带、高增益、共口径双圆极化天线,通过控制端口馈电方式实现左右旋圆极化捷变。同时,该天线可通过频率变化实现波束扫描与多波束功能。设计了波导缝隙单元结构、19单元线阵及19×12面阵。为了抑制栅瓣的产生,利用介电常数为2.3的聚四氟乙烯部分填充于波导腔中。根据天线结构的特殊性设计了波导/同轴转接器。天线整体仿真优化结果表明,线阵增益为19 d B,面阵平均增益为30 d B。在绝对带宽3.75 GHz范围内该面阵天线的驻波比小于1.1,轴比小于3d B,相对带宽可达13.5%。从而简化了极化捷变天线的结构,减小了天线体积,满足了低截获概率雷达对发射天线的需求。
基于卡塞格伦天线对馈源工作带宽的要求,设计了一种Ka波段双口双模馈源。首先,对双口双模口径场进行理论分析并借助MATLAB编程作图。然后,对馈源进行建模仿真,通过加入匹配金属圆柱销钉、在波导窄边加入过渡阶梯、在H臂末端宽边处加入过渡台阶的方法使H折叠魔T的工作绝对带宽可达7 GHz。最后,进行实测,工作绝对带宽为2 GHz,S和口、E差口和H差口驻波比均小于2,3个端口间的隔离度均大于25 d B,仿真与实测结果吻合。
针对卡塞格伦天线系统对馈源的要求,设计了一种Ka频段双口双模馈源,可与X频段馈源组合成体积较小的双频段馈源。采用圆环状的和差比较器结构,降低了双频段馈源的体积,通过添加过渡阶梯、圆柱销钉与金属调配板等设计,改善了双频段馈源的性能。测试结果表明,在绝对带宽2 GHz范围内,S和口、E差口与H差口驻波比均小于2,3个端口间的隔离度均大于25 d B。测试频率的和方向图在±60°时的归一化增益均在-14^-20 d B范围内,初级归一化和方向图的对称性较理想,差方向图的零值深度均小于-25 d B,满足卡塞格伦天线对馈源设计的指标要求。
