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1、第16卷第2期信息_T-程大學學報Vo1．16NO．22015年4月JournalofInformationEngineeringUniversityApr．2015DOI：10．3969／j．issn．1671673．2015．02．007低旁瓣波束掃描反射陣天線設計陳宏偉，張廣求，雷雪，吳君默(信息工程大學，河南鄭卅I450001)摘要：針對傳統(tǒng)基于移動饋源所設計的波束掃描反射陣天線在掃描過程中旁瓣惡化嚴重，增益損失大的問題，提出了基于雙焦點口徑面相位分布，沿圓弧型路徑移動饋源的設計方法；設計了中心頻率為12GHz，陣元數(shù)為21×21的反射陣天線。仿真結果表明，相比傳統(tǒng)設計
2、方法，整個掃描過程增益損失減小2．6dB，最大掃描角度上旁瓣降低3．7dB，其它掃描角度上旁瓣也均有改善。關鍵詞：波束掃描；反射陣；移動路徑；雙焦點中圖分類號：TN82文獻標識碼：A文章編號：1671—0673(2015)02-0162-04DesignofLowSide·-LobeBeam-ScanningReflectarrayAntennasCHENHong—wei，ZHANGGuang—qiu，LEIXue，WUJun—no(InformationEngineeringUniversity，Zhengzhou450001，China)Abstract：Forthebea
3、m—scanningreflectarrayantennadesignedbythetraditionalmovingfeedmeth—ods，thesidelobelevelsworsenseriously，andgainlossishighinthescanningprocess．Thispaperproposesanewmethodinwhichtheaperturephasedistributionisdeterminedbythebifocalpoint，andthefeedmovesinanarc—shapedroute．Italsopresentsadesigno
4、fareflectarrayantennawhichhasacenter~equencyof12GHzandasizeof21×21．Thesimulationresultsshowthat．comparedtothetraditionaldesignmethod，theproposeddesignreducesthegainlossby2．6dBandthesidelobelevelby3．7dBinthemaximumdirection，andthesidelobelevelsinotherdirectionsarealsodecreased．Keywords：beamsc
5、anning；reflectarray；movingroutine；bifocalpoint0引言反射陣的概念由文獻[1]在1963年首次提出，隨著微波技術以及微帶印刷電路的發(fā)展誕生了微帶反射陣天線，它結合了拋物面天線和微帶陣列天線的優(yōu)點，具有體積小、重量輕、造價低、效率高等特點，成為新一代高增益天線的研究熱點之一。反射陣采用微帶貼片作為陣元，每個陣元可以對反射波相位進行獨立的控制，所以波束指向設計靈活，在波束掃描方面有明顯的優(yōu)勢。波束掃描天線在雷達系統(tǒng)、低軌衛(wèi)星通信系統(tǒng)以及預警系統(tǒng)中有著廣泛的應用。傳統(tǒng)的波束掃描天線主要有拋物面天線、介質透鏡天線和相控陣列天線，但均存在加工復
6、雜，損耗大，造價昂貴的缺點，因此，結合微帶反射陣天線的優(yōu)點，研究具有波束掃描功能的反射陣天線具有十分重要的意義。為了使反射陣具有掃描特性，需要根據(jù)波束指向不斷改變口徑面相位分布。對于每個陣元，口徑面相收稿日期：2014-03—12；修回日期：2014-04—17作者簡介：陳宏偉(1990一)，男，碩士生，主要研究方向為微帶反射陣天線，E—mail：laovidyx@126．coin。第2期陳宏偉等：低旁瓣波束掃描反射陣天線設計163位由兩項構成，第1項為饋源和陣元間距離決定的空間相位延遲差；第2項為陣元的反射相位。由于反射陣可以對這兩個量進行獨立的控制，因此，實現(xiàn)波束掃描方法有
7、兩種：①利用微型電機、MEMS開關、變容二極管等結構改變陣元的反射相位。目前，該方法盡管部分設計結果取得了不錯的掃描效果，但反射相位控制結構不僅增加了設計復雜度而且引起的損耗較大，尤其頻率較高時；②通過移動單個饋源，或者電路控制饋源陣列等方式改變饋源與陣元間距離。方法②可以有效克服方法①的缺陷，而且設計簡單、容易實現(xiàn)，非常適合掃描范圍適中的應用場景。方法②的傳統(tǒng)實現(xiàn)方式是在拋物面相位補償原理確定口徑面相位分布基礎上，等焦距的側向移動饋源。文獻[7]對其進行了詳細研究，結果表明隨掃描角度增大方
