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《基于頻率選擇表面的寬帶平面透鏡天線設(shè)計-論文.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、2015年4月艦船電子對抗Apr．2015第38卷第2期SHIPB0ARDELECTR0NICC0UNTERMEASUREVo1．38No．2基于頻率選擇表面的寬帶平面透鏡天線設(shè)計王瑜(中國電子科技集團(tuán)公司第2O研究所，西安710068)摘要：基于頻率選擇表面(FSSs)，設(shè)計了一種工作于24OHz的平面透鏡天線，通過采用通帶內(nèi)的多諧振點，增加頻率選擇表面的通帶帶寬以及相位的穩(wěn)定性，從而達(dá)到展寬透鏡天線工作帶寬的目的，給出了這種透鏡天線的設(shè)計理論及設(shè)計流程，分析了仿真過程及結(jié)果，并通過對方向圖的實測驗證了設(shè)計理論。關(guān)鍵詞：頻率選擇表面
2、；平面透鏡；高增益天線；增益方向圖；電磁仿真中圖分類號：TN821．5文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：CN32—1413(2015)02—0085—03DoI：10．16426／i．cnki．jcdzdk．2015．O2．O22DesignofBroadbandFlatLensAntennaBasedonFrequencySelectiveSurfacesWANGYU(The20thResearchInstituteofCETC，Xi'an710068，China)Abstract：Thispaperdesignsa24GHzflatlens
3、antennabasedonfrequencyselectivesurfaces(FSSs)，increasesthepassbandbandwidthofFSSsandphasestabilitybyusingmultipleresonancepointswithinpassbandtoextendoperatingbandwidthoflensantenna，presentsthedesigntheoryanddesignflowofthislensantenna，analyzesthesimulatingprocessandre
4、sult，andvalidatesthedesigntheorythroughactualtestofthepattern．Keywords：frequencyselectivesurfaces；flatlens；highgainantenna；gainpattern；electromagneticsimulation成。與傳統(tǒng)的透鏡天線類似，平面透鏡天線由初級0引言饋源和多層頻率選擇表面構(gòu)成的透鏡組成。如圖1透鏡的作用是將喇叭天線、單極子等饋源輻射(a)所示，初級饋源的球面波前傳經(jīng)透鏡后轉(zhuǎn)化為平電磁波的球面波前轉(zhuǎn)化為平面波前，從而提
5、高天線面波前。圖1(a)中參數(shù)F為饋源相位中心至透鏡的增益。與反射面天線一樣，透鏡天線也是微波領(lǐng)中心的距離，參數(shù)R為相位中心至頻率選擇表面陣域定向高增益天線的有效解決方案。傳統(tǒng)的透鏡天列中的第i個單元的距離。為了增加透鏡的工作帶線設(shè)計可以借鑒光學(xué)透鏡的方法(光程法)，設(shè)計簡寬，需要使用多層頻率選擇表面的結(jié)構(gòu)以增加頻率單且比反射面天線更具成本優(yōu)勢。隨著印制電路板選擇表面通帶的諧振點個數(shù)，如圖1(b)所示。(PCB)技術(shù)的提升，使用頻率選擇表面(FSSs)替代與傳統(tǒng)透鏡天線依據(jù)光程法設(shè)計有所不同，平傳統(tǒng)的透鏡逐漸進(jìn)人人們的視野[1]。FS
6、Ss技術(shù)應(yīng)面透鏡天線通過頻率選擇表面對電磁波傳輸相位的用于透鏡天線具有易于加工、低剖面、易于與系統(tǒng)集補(bǔ)償達(dá)到聚束的作用。由于饋源輻射出的球面波前成等優(yōu)點，具有極高的研究價值和應(yīng)用潛力。到達(dá)頻率選擇表面時，相位中心與每個頻率選擇表1設(shè)計原理面單元之間的路徑差導(dǎo)致了相應(yīng)的相位差，為了將球面波前轉(zhuǎn)化為平面波前，就需要頻率選擇表面單圖1所示為一個典型的平面透鏡天線的結(jié)構(gòu)組收稿日期：2015—03—09第2期王瑜：基于頻率選擇表面的寬帶平面透鏡天線設(shè)計87一467．2。?；谝陨侠碚?，最終設(shè)計的透鏡結(jié)構(gòu)圖如1O0圖5所示。0．100。一200_
7、30o的．400．500．600．700(a)貼片陣列(b)縫隙陣列l(wèi)012l4l6182O2224262830頻率／GHz圖5本文設(shè)計的平面透鏡實例圖4傳輸相位隨幾何縮放參數(shù)a的變化規(guī)律本文對圖5所示透鏡實例進(jìn)行了測試。按圖1所示構(gòu)成平面透鏡天線系統(tǒng)，分別測試了透鏡天線2透鏡天線設(shè)計實例與測試結(jié)果的峰值增益以及方向圖，如圖6、圖7所示。在本節(jié)中，基于上文給出的新型FSSs單元做24出了一個實際透鏡天線設(shè)計，并最終給出測試結(jié)果。22本課題采用圖2所示的單元結(jié)構(gòu)，構(gòu)成一個15×15的單元陣列(總尺寸為135mm×135mm)。陣列中∞2
8、0輻各單元的尺寸按照需要補(bǔ)償?shù)南辔恢颠M(jìn)行等比例縮磐18放。補(bǔ)償相位值i可以根據(jù)下式進(jìn)行計算口：169一一(R一F)±27【N+。(1)。Ao’14式中：。為工作頻率的波長；。為初始相位；N為任20222426頻~JGHz
