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1、第4期雷達(dá)科學(xué)與技術(shù)Vol.9No.42011年8月RadarScienceandTechnologyAugust20113一種Ka/Ku雙波段雙極化共口徑陣列天線李昂(中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所,安徽合肥230088)摘要:由于運(yùn)載能力及衛(wèi)星平臺(tái)的限制,星載雷達(dá)要求雷達(dá)天線具有重量輕、功耗低、體積小、效率高等特點(diǎn),尤其是對(duì)天線口徑面積限制較為苛刻,雙頻段天線要想適用于星載條件,就必須考慮全新的結(jié)構(gòu)形式。介紹了一種適應(yīng)于星載條件的Ka/Ku雙波段雙極化共口徑陣列天線,其中Ku波段天線雙極化工作、Ka波段天線單極化工作。Ku波段天線陣采用了具有兩階零點(diǎn)濾波性能的微帶耦合
2、饋電輻射縫隙單元,這種天線單元具有易實(shí)現(xiàn)雙極化、工作頻帶寬等優(yōu)點(diǎn)。Ka波段天線陣采用側(cè)饋微帶帖片天線單元,其優(yōu)點(diǎn)是易于實(shí)現(xiàn)與Ku波段天線共孔徑。關(guān)鍵詞:雙極化;雙波段;共口徑;微帶天線中圖分類號(hào):TN957.2;TN959.74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):167222337(2011)0420366204AKa/KuDual2BandDual2PolarizedShared2ApertureArrayLIAng(No.38ResearchInstituteofCETC,Hefei230088,China)Abstract:Ashared2aperturedual2banddual
3、2polarizedantennaarrayoperatinginKa/Kubandispresen2tedinthispaper.TheKubandantennaarrayoperateswithdual2polarizedpatternandtheKabandantennawithsingle2polarizedpattern.AnovelKubandbroadbandmicrostripcouplingfedcross2shapedslotantennaelementwithasecond2order2zerosfilterisdeveloped.Theproposed
4、Kubandantennaelementhaswidefre2quencybandandachievesdual2bandoperation.AkindofpatchantennaelementfedbymicrostriplineisusedintheKabandantennaarray,whichsharestheaperturewiththeKubandconveniently.Keywords:dual2polarization;dual2band;shared2aperture;microstripantenna互相影響、高工作頻率天線單元饋線與單元輻射阻抗匹配等問(wèn)
5、題。1引言隨著各種用途運(yùn)動(dòng)平臺(tái)雷達(dá)系統(tǒng)的發(fā)展,對(duì)2天線結(jié)構(gòu)布局平臺(tái)上雷達(dá)系統(tǒng)的功能要求越來(lái)越多、對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)指標(biāo)要求越來(lái)越高,往往同一個(gè)平臺(tái)上需要布為了實(shí)現(xiàn)雙頻段共孔徑,兩個(gè)頻段的天線單局多個(gè)頻段的雷達(dá)。過(guò)去,地面雷達(dá)的常規(guī)做法元必須在立體空間分布,且天線單元形式要選擇是每個(gè)雷達(dá)使用一個(gè)天線,但對(duì)于運(yùn)動(dòng)平臺(tái)特別適當(dāng),使不同工作頻率的天線單元互不遮蔽。通是對(duì)于星載雷達(dá),為滿足發(fā)射要求,空間位置十分過(guò)多種單元的形式對(duì)比,選擇了低頻段(Ku)雙極有限。為解決這一矛盾,多頻段共孔徑天線設(shè)計(jì)化天線單元為微帶線耦合饋電十字縫隙天線,并技術(shù)越來(lái)越受到重視,從而引起了天線工作者的且位于下層;而
6、高頻段Ka波段天線單元選擇了側(cè)較大研究熱情,發(fā)展出了多種形式。本文設(shè)計(jì)了饋微帶貼片天線且位于上層。一種用于一維相掃的Ku/Ka雙頻段雙極化共孔對(duì)于Ka波段,由于工作波長(zhǎng)很短,掃描角度[1]徑陣列天線,合理解決了兩頻段共孔徑陣列天線的大小對(duì)共口徑天線結(jié)構(gòu)布局有很大的限制。設(shè)計(jì)中天線單元互相遮蔽、不同頻率天線單元間如圖1所示,本文介紹的天線由四層結(jié)構(gòu)組成,最3收稿日期:2011204215;修回日期:20112052072011年第4期李昂:一種Ka/Ku雙波段雙極化共口徑陣列天線367下一層是介質(zhì)為泡沫、層厚度為5.08mm;第二層是Rogers6002、層雙面覆銅板(圖中介質(zhì)
7、板1);下數(shù)第三層是Rogers5880單面覆銅板(圖中介質(zhì)板2)。最上層是ARLON公司的聚酰亞胺單面覆銅板介質(zhì)。板間粘膠層的相對(duì)介電常數(shù)為2.9、厚度為0.1mm、損耗角正切小于0.002,符合航天環(huán)境應(yīng)用;各介質(zhì)層的介電常數(shù)見(jiàn)圖1,接地板為鋁材。圖4Ka波段微帶天線有四分之一阻抗變換段的微帶線,如圖5所示,根據(jù)文獻(xiàn)[2]中寬輻射縫隙的等效電路,微帶線與縫隙的電路可以等效為圖6所示的兩極帶通濾波器網(wǎng)絡(luò)。圖1共口徑天線層結(jié)構(gòu)圖1中介質(zhì)板1的下表面為Ku波段天線饋電網(wǎng)絡(luò)電路,如圖2所示;上表面為Ku波段
