平面行波串饋寬帶頻掃天線

行波天線一般為周期性結(jié)構(gòu)，輻射可設(shè)計(jì)成從后射直到端射之間的任一方向，駐波天線通常為邊射。在行波串饋貼片天線陣列中，隨著單元數(shù)目的增多，損耗就越嚴(yán)重，后面貼片單元上的電流就很小，回波幾乎沒有，對(duì)于微帶線陣即使不接匹配負(fù)載，也可組成行波陣（準(zhǔn)行波陣）。另外，如果接匹配負(fù)載，負(fù)載肯定將消耗一部分能力，引起能量不必要的浪費(fèi)，同時(shí)還增大天線發(fā)熱量。

通過改變發(fā)射機(jī)頻率而達(dá)到波束掃描的天線陣稱為頻率掃描天線陣列。在行波串饋線性陣列中，相鄰兩個(gè)輻射元激勵(lì)相位逐個(gè)順次滯后，兩個(gè)相鄰元間饋電相位差

其中L_space為相鄰兩個(gè)輻射元之間距離：L_space=L_feed+L_pactch；λg為基片波長。

當(dāng)L_space一定時(shí)，改變頻率，即改變λg，θfeed也隨之改變，天線主波束的指向也就會(huì)改變，這就是頻率掃描天線的基本概念。

兩個(gè)相鄰元間不但有饋電相位差θfeed，還有空間相位差

其中λ為空間波長，為輻射方向角。

當(dāng)兩個(gè)相鄰元間總相位差

出現(xiàn)波束最大值，此時(shí)即為主波束指向角max，即：

當(dāng)L_spaceλg時(shí)，max0，主波束方向偏向饋電端；當(dāng)L_space>λg時(shí)，max>0，主波束方向偏向負(fù)載端。

2.3天線仿真結(jié)果

本文利用Ansoft公司的HFSS軟件對(duì)該陣列天線進(jìn)行三維電磁仿真計(jì)算。基片采用Taconic公司的RF35A2介質(zhì)基片，介電常數(shù)3.5，厚度0.508mm。經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì),陣列天線三維增益方向圖仿真結(jié)果如圖3所示，E面(yoz面)方向圖仿真結(jié)果如圖4所示。

圖3天線三維增益方向圖仿真結(jié)果(24GHz)

圖4天線E面(yoz面)方向圖仿真結(jié)果

在頻率從20.0GHz變化到25.0GHz時(shí)，主波束指向角從-40.2deg變化到-1.3deg，天線增益在15dB左右。

3天線測(cè)試

3.1測(cè)試環(huán)境

信號(hào)源AgilentE8257D激勵(lì)矩形喇叭天線HD-220HA提供發(fā)射信號(hào)，將待測(cè)天線做為接收天線安裝在暗室轉(zhuǎn)臺(tái)上，待測(cè)天線接頻譜儀AgilentE4447A測(cè)量出接收信號(hào)功率電平大小，水平轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)180度，繪制出待測(cè)天線功率電平方向圖。