采用印刷振子的賦形天線陣

1引言

在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，擔(dān)負(fù)著地面警戒任務(wù)的雷達(dá)系統(tǒng)面臨著各種威脅和干擾，為了最大限度地保證武器系統(tǒng)的正常工作，提高其電子戰(zhàn)能力和戰(zhàn)場生存概率，人們采取了許多行之有效的措施，其中低截獲概率和低副瓣天線則是兩種行之有效的措施。雷達(dá)的窄波束、低副瓣不僅可以集中功率，提高雷達(dá)的作用距離，而且還可以增強(qiáng)電子對抗能力，抑制旁瓣干擾，降低被敵方電子偵察設(shè)備發(fā)現(xiàn)的概率和被反輻射導(dǎo)彈擊中的概率。同時，對于搜索雷達(dá)來說，為了提高搜索目標(biāo)的效率，需要展寬俯仰面內(nèi)的方向圖，使之成為具有一定波束寬度的賦形波束，以實現(xiàn)在指定的空域內(nèi)高效搜索的要求。

此外，對于搜索雷達(dá)天線來說，要達(dá)到能夠覆蓋一定空域的要求，使得等高度但距離不同的目標(biāo)均可以收到同等強(qiáng)度的回波信號，這就必須能夠彌補(bǔ)能量與距離平方成反比而造成的能量損失，方向圖能夠補(bǔ)償?shù)侥繕?biāo)距離的差異，也就是要求方向圖具有特定的賦形。要使得天線的波束實現(xiàn)要求的水平面低副瓣、俯仰面特殊賦形的要求，單個天線是無能為力的，所以人們根據(jù)電磁波在空間的相干原理，把一些基本天線按照一定的規(guī)律排列起來，組成天線陣列，并賦予合理的激勵分布來實現(xiàn)設(shè)計要求。即賦形波束平面陣列天線的綜合設(shè)計。

2單個印刷振子的計算

2.1概述

印刷振子的兩臂分別印制在介質(zhì)基板（選用介電常數(shù)較小的）兩個面上，其臂長為，寬度為。饋線是特性阻抗為的微帶線，寬度為。微帶線的底板寬度是漸變的，且只有有限寬度，長度為，由此便能實現(xiàn)平衡-不平衡變換及阻抗匹配。

2.2相關(guān)技術(shù)指標(biāo)

天線工作頻段為L波段，相對帶寬為：23%。波束最大值指向角4~8º之間。0度仰角以下輻射功率應(yīng)比最大值低2dB，且具有銳截止特性（-6dB/度）。天線增益不小于5dB。E面（垂直面）波束寬度不小于30º。

2.3尺寸計算

：振子臂長 ：饋電微帶線寬度 ：振子寬度 ：振子到反射板距離 ：介質(zhì)基板厚度 ：有限寬微帶底板最大寬度 ：反射板長度

振子臂長： 振子寬度： 振子到反射板距離：饋電微帶線寬度：

其中：h為介質(zhì)基板厚度有限寬微帶底板長度：有限寬微帶底板最大寬度：反射板長度：

根據(jù)以上計算公式和相應(yīng)的頻率要求，即可得出模型各個參數(shù)的具體值。而后通過CST建立仿真模型為：

圖1單個印刷振子仿真模型

其s參數(shù)仿真結(jié)果為：

圖2單個印刷振子S參數(shù)仿真圖

其中頻遠(yuǎn)場仿真方向圖為：

圖3單個印刷振子仿真方向圖