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二维复合左右手圆极化电扫漏波天线阵的研究

陈晚  
【摘要】:复合左右手漏波天线利用快波特性,实现漏波辐射,在工作频率发生变化时,依照相移常数的大小及正负,使天线主瓣由前向扫描至后向扫描的连续变化的天线结构。而电扫复合左右手漏波天线是一种有源加载的复合左右手漏波天线,可在固定的工作频率处通过改变加载元件的直流偏置电压,实现同等的扫描特性。现有工作集中于研究扫描范围及工作频带,而对于该结构的极化特性则鲜有研究。本文提出一种基于复合左右手传输线的圆极化电扫漏波天线结构,可在实现波束重构的前提下,保证良好的驻波比及轴比。 首先,对复合左右手漏波天线的辐射原理进行研究,提取了辐射单元的等效电路,并以此为研究基础,构造了可实现前向及后向扫描的漏波天线阵列。通过选取合适的变容二极管作为加载元件,在固定频率点上通过改变偏置电压实现了扫描。 第二步,分析现有漏波天线的极化特性,研究传统圆极化贴片天线的实现原理,构造圆极化传输线单元。考虑到基于复合左右手传输线的漏波天线必然具备过孔接地结构,以实现左手成分的事实,需要对现有传统传输线单元进行改进,以抵消传输线左手成分对极化特性的影响。为使变容二极管加载偏置电压,同时设计一个不影响天线轴比的直流偏置电路。 第三步,由于变容二极管的加入及左手成分的引入,使得传输线的布洛赫阻抗的虚部随电压变化,在部分电压处造成阻抗失配严重,故在输入端口添加阻抗匹配网络,使不同电压下的反射均小于-10dB。 最后将现有一维阵列拓展为二维,验证该二维阵列的扫描特性及圆极化特性。


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