一種新型微波寬帶單脈沖天饋系統(tǒng)

圖5給出了和差比較器一個(gè)輸入端口的特性曲線，從中可明顯看出一個(gè)輸入端口輸入的信號(hào)在四個(gè)輸出端口近似等幅輸出，回波損耗及各輸入端口之間的隔離度在整個(gè)頻帶內(nèi)都在-15dB以下。其他端口類似，不再給出。

圖4 Lange耦合器

圖5 輸入端口特性曲線

3 系統(tǒng)中的天線及天線陣

天線陣中的基本單元是指數(shù)漸變槽線天線, 圖6給出該漸變槽線天線的HFSS模型。 這種天線的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,總共由三層材料組成:最頂層是金屬接地板,在該接地板上掏出由槽線(實(shí)線所示) 所圍的縫隙結(jié)構(gòu)，槽線由三部分構(gòu)成，第一部分是圓形槽線腔,對(duì)微帶傳輸線起到阻抗匹配作用；第二部分是矩形槽線,和微帶傳輸線起到相互耦合傳輸電磁波的作用；第三部分是漸變槽線,對(duì)天線所輻射的電磁波起到引向作用。中間層是介質(zhì)板。最底層是金屬微帶線(紅色部分所示)，微帶線的終端為扇形結(jié)構(gòu),主要起到終端負(fù)載匹配作用，微帶線通過(guò)該介質(zhì)板向槽線耦合饋電。該天線的駐波比主要取決于微帶饋線各匹配段的長(zhǎng)度和寬度及槽線寬和終端腔體的尺寸等參數(shù)的選取，再者所有參數(shù)之間具有互補(bǔ)性，良好的輻射特性和駐波特性的槽線天線的獲得則需要根據(jù)天線的結(jié)構(gòu)參數(shù)的選取得到。需要說(shuō)明的是天線單元幾個(gè)參數(shù)的選取，由于開口端長(zhǎng)度最大不能超過(guò)工作頻帶中的高端波長(zhǎng), 否則陣列天線在高端出現(xiàn)柵瓣，開口又不能太小, 因?yàn)樘〉投说妮椛涮匦杂忠艿接绊?。槽線天線是指數(shù)漸變曲線，其方程為：

圖6 槽線天線的HFSS模型

（1）

將圖6所示的天線單元組成4個(gè)2×2的天線子陣，每個(gè)子陣分別接和差比較器的輸入端。采用Rogers 5880介質(zhì)基板，基板厚度0.508mm，介電常數(shù)為2.2，終端開口寬度為17mm，比例因子R=0.03，槽線寬度Wn=1mm。將圖3中和差比較器的每個(gè)輸入端口采用威爾金森功分器的形式形成兩個(gè)端口，分別接入二元天線陣（此天線陣平面與和差比較器平面垂直），這樣每個(gè)比較器的輸入端口就是接入2×2天線陣，從而形成整個(gè)單脈沖天饋系統(tǒng)（如圖7所示）。

圖7 單脈沖天線陣示意圖

圖8 天線的E面和H面方向圖

圖9 天線陣的和差方向圖