大型分段相控阵平面天线馈电网络的研制_樊品

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阵列天线与馈电网络的共面集成新技术研究

Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＨＯＮＧＷｅｉ
ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂ．ｏｆＭｉｌｌｉｍｅｔｅｒＷａｖｅｓ，Ｄｅｐｔ．ｏｆＲａｄｉｏＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｏｕｔｈｅａｓｔ
Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ，２１００９６，Ｐ＿Ｒ．Ｃｈｉｎａ
ＭｏｄｅＳｓｕｂｓｔｒａｔｅＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＷａｖｅｇｕｉｄｅ：ＨＭｓｌｗ）。利用基片集成波导工作在主模状态时其纵向中心对称面可等效为磁壁的特性，在
出了一种改进结构——半模基片集成波导（Ｈａｌｆ
结构上可以沿中线分割成对等的两个半模导波结构，也就是半模基片集成波导。新结构在尺寸上较原有的基片集成波导减小约５０％，同时保持了基片集成波导的优良性能。本文针对基片集成波导技术研究阵列天线与馈电网络的共面集成这一研究方向，特别地深入研究了共面集成所涉及到的基片集成波导传输线、不连续性、功率分配器、电桥、定向耦合器、缝隙阵列天线等，并对半模基片集成波导的传输特性、器件设计也开展了初步的分析研究。论文的第一章介绍了基片集成波导的工作原理，比较了基片集成波导与半模基片集成波导各自的特点：结合设计经验对基片集成波导、半模基片集成波导与微带之间的转换进行了分析设计，辅以实验数据与仿真结果的对比验证。第二章介绍了基片集成波导定向耦合器及半模基片集成波导定向耦合器的设计。提出并设计了下列器件：基片集成波导１８０度三分贝定向耦合器、半模基片集成波导９０度三分贝定向耦合器、半模基片集成波导９０度双缝三分贝定向耦合器、不同耦合度的多种半模基片集成波导连续耦合定向耦合器、工作在ｃ波段、ｘ波段、Ｋｕ波段和Ｋａ波段的】８０度三分贝定向耦合器以及一种采用半模基片集成波导设计的混合环结构。所有设计与仿真结果都进行了实验验证，实验数据与仿真结果的一致验证了设计的正确性。

相控阵天线宽角宽带扫描方法研究

相控阵天线宽角宽带扫描方法研究一、简述随着无线通信技术的不断发展，相控阵天线在宽角宽带扫描方面的研究越来越受到关注。

相控阵天线是一种利用多个振子相互干涉的原理实现信号发射和接收的天线，具有频率选择性好、方向性强、抗干扰能力强等优点。

然而传统的相控阵天线在进行宽角宽带扫描时，往往面临着频谱扩展能力不足、扫描速度慢、易受环境干扰等问题。

因此研究一种高效、稳定、抗干扰的相控阵天线宽角宽带扫描方法具有重要的理论和实际意义。

本文主要研究了相控阵天线宽角宽带扫描方法，首先分析了传统方法存在的问题，然后提出了一种基于数字信号处理技术的新型宽角宽带扫描方法。

该方法通过引入自适应滤波器对信号进行动态处理，实现了宽角宽带扫描的有效控制。

同时为了提高扫描速度和稳定性，本文还设计了一种并行化的扫描方案，将扫描过程分为多个子任务，通过多线程并行执行的方式提高了扫描效率。

此外为了降低环境干扰对扫描结果的影响，本文还采用了自适应调制技术对信号进行调制，提高了抗干扰能力。

通过对所提出的宽角宽带扫描方法进行仿真验证和实际应用测试，本文证明了该方法在提高扫描速度、稳定性和抗干扰能力方面具有明显的优势。

这为相控阵天线在宽角宽带通信领域的应用提供了有力的理论支持和技术保障。

1. 相控阵天线的概述和发展历程相控阵天线是一种利用多个天线单元相互之间的相位和振幅关系来实现空间波束控制的天线系统。

随着科技的发展，相控阵天线在通信、雷达、导航等领域得到了广泛应用。

本文将研究相控阵天线宽角宽带扫描方法，以提高其在宽角宽带信号处理中的应用性能。

相控阵天线的发展历程可以追溯到20世纪60年代，当时人们开始研究如何利用多个天线单元来实现空间波束控制。

在70年代和80年代，相控阵天线技术得到了进一步发展，尤其是数字信号处理技术的应用，使得相控阵天线能够实现更精确的波束形成和控制。

90年代以后，随着微电子技术和计算机技术的飞速发展，相控阵天线的研究进入了一个新的阶段，如多波束天线、自适应天线等新型天线结构相继出现。

高功率微波宽带相控阵天线技术研究

目录摘要 (i)ABSTRACT ......................................................................................................... i i 第一章绪论 . (1)1.1背景介绍 (1)1.2国内外研究现状 (1)1.2.1宽带相控阵天线的研究现状 (1)1.2.2 高功率全金属天线的研究现状 (3)1.2.3小型化的平行波导板馈电系统 (5)1.3课题的研究内容及结构安排 (6)第二章天线单元的设计与改进 (8)2.1宽带相控阵天线的理论基础 (8)2.1.1宽带相控阵天线的理论原理 (8)2.1.2 宽带相控阵天线的组阵方式 (10)2.1.3宽带相控阵天线阵列单元间耦合的影响与对应措施 (11)2.2 平板Vivaldi天线辐射单元设计 (12)2.2.1一般Vivaldi天线单元设计 (12)2.2.2 双脊喇叭天线的设计 (13)2.3同轴结构馈电的天线辐射单元设计 (18)2.3.1 同轴波导板转换结构 (18)2.3.2 同轴馈电天线性能 (20)2.4 本章小结 (21)第三章天线单元的组阵性能 (22)3.1 10*10密集型组阵 (22)3.1.1 10*10密集型组阵方式 (22)3.1.2 阵列辐射特性 (23)3.1.3阵列特性分析 (26)3.2 10*10平板电容加载组阵方式特性分析 (26)3.2.1 10*10平板电容加载组阵方式 (26)3.2.2阵列辐射特性 (27)3.2.3阵列特性分析 (30)3.3 10*10变间距组阵 (30)3.3.2阵列辐射特性 (31)3.3.3阵列特性分析 (33)3.4 本章小结 (33)第四章无源宽带阵列及其功分馈电网络 (34)4.1宽带等幅同相功分馈电网络 (34)4.1.1 馈电网络背景 (34)4.1.2 设计思路 (34)4.1.3 传输性能 (35)4.2 一维宽带宽角辐射阵列 (36)4.2.1 加脊张角喇叭天线单元的设计 (36)4.2.2 馈电结构与阵列单元的辐射特性 (38)4.3 本章小结 (41)第五章总结与展望 (42)5.1 工作创新点总结 (42)5.2 工作展望 (42)致谢 (44)参考文献 (45)作者在学期间取得的学术成果 (48)表1. 1不同数量单元数的排布位置 (2)表2. 1内部间距对最大场强的影响 (15)表2. 2天线单元结构尺寸 (15)表2. 3天线单元结构尺寸 (20)表3. 1变间距阵列中各行（列）中单元位置 (30)表4. 1优化后的天线单元尺寸 (37)图1. 1 J.J.Lee等人设计的天线阵列实物图 (1)图1. 2测量夹具上的16*16模块图 (2)图1. 3 16*16规模天线实物驻波比测量结果 (2)图1. 4 16振元天线实物图 (3)图1. 5 16元阵未扫描实测方向图 (3)图1. 6一种新型脊波导宽边缝隙 (4)图1. 7天线输入驻波比 (4)图1. 8 Henrik Holter等人设计的尾部带螺纹的天线单元 (4)图1. 9天线平面凸台与其馈电点 (4)图1. 10天线平面凸台背部及 (4)图1. 11实际实验平台展开示意图 (5)图1. 12天线单元实测匹配驻波 (5)图1. 13高频端阵列波瓣 (5)图1. 14利用高频光辐照半导体器件转化高功率电信号的系统原理示意图 (6)图1. 15基于单路的光导振荡器HPM产生系统 (6)图2. 1观察点表示方式 (9)图2. 2改变α值即可进行波束扫描 (10)图2. 3末端有电容加载的偶极子天线阵列 (12)图2. 4一般Vivaldi天线结构示意图 (12)图2. 5常见脊波导的形式 (13)图2. 6加脊喇叭天线构型 (14)图2. 7 r=0.1、r=0.3与r=0.5时辐射臂渐变曲线形状 (14)图2. 8 r=0.1、r=0.3与r=0.5对反射参数S11的影响 (15)图2. 9天线单元结构尺寸 (15)图2. 10工作频段内单元驻波比 (16)图2. 11单元表面场强分布 (17)图2. 12工作在0.5GHz，1GHz，1.5GHz和2GHz的单元辐射特性 (18)图2. 13带有同轴转换结构的天线单元模型 (19)图2. 14接入点对反射参数S11的影响 (19)图2. 15转换长度对反射参数S11的影响 (19)图2. 16天线单元结构尺寸 (19)图2. 17加入同轴转换结构的天线单元工作驻波比 (20)图3. 1密集型组阵示意图 (22)图3. 2端口1、端口51和端口56的反射参数S11 (22)图3. 3紧密型组阵方式非扫描情况下各频点阵列辐射特性 (24)图3. 4紧密型组阵方式增益较非扫描情况下下降约3dB时阵列的扫描辐射特性 25图3. 5额外引入的电容结构 (26)图3. 6平板电容加载组阵示意图 (27)图3. 7端口1、端口51和端口56的反射参数S11 (27)图3. 8平板电容加载组阵方式非扫描情况下各频点阵列辐射特性 (28)图3. 9平板电容加载组阵方式增益较非扫描情况下下降约3dB时阵列的扫描辐射特性 (30)图3. 10变间距组阵示意图 (31)图3. 12端口1、端口51和端口56的反射参数S11 (31)图3. 13变间距组阵方式非扫描情况下各频点阵列辐射特性 (32)图3. 14变间距组怎方式各频点Phi=45°时阵列扫描特性 (33)图4. 1等幅同相馈电结构图 (35)图4. 2同轴到分路结构 (35)图4. 3十等分等幅同相结构整体 (35)图4. 4馈电结构工作在1.5GHz时的场强分布 (36)图4. 5加脊喇叭天线单元 (36)图4. 6优化后的天线单元尺寸示意图 (36)图4. 7加脊张角喇叭天线单元辐射特性 (38)图4. 8馈电结构和辐射部分整体结构 (39)图4. 9馈电结构与天线阵列的反射参数S11 (39)图4. 10馈电结构与天线阵列联合辐射特性 (41)摘要宽带高功率微波系统具有较强的目标适应性，是高功率微波的重要发展方向之一，并逐渐向阵列化方向发展。

大型分段相控阵平面天线馈电网络的研制

摘
要：绍了６ｍ多长、成三段的板线传输线馈电网络的研制。由于段与段之间采用了电缆连介分
接，电缆的损耗、相位与板线之间不一致，电流分配到各个端口时除了要考虑互耦、线传输线的在板
损耗和相位，还必须补偿电缆带来的损耗和相位差。此馈电网络的指标在１％带宽内插损小于５１０ｄ３．Ｂ，４个输出口的幅度在带内起伏度为： ±０１Ｂ，输出端口间相位的一致性： ± 。归 ≤ ．５ｄ各 ≤ ２，
ｔｅｌｓｎｈａｅｄｆｅｅｅｃｕｅｙｓｃａｌｓｓｏｌｅｃｍｐｎａｅｈｏｓａｄｐｒｓｉｒｎｃａｓｄｂｕｈｃｂｅｈｕｄｂｏｅｓｔｄ，ｉｄｉｉｎｔｈｏｓａｆｎａｄｔｏｏｔｅｌｓｎｄｐｒｓｉｅｅｅｃｕｅｙｍｕｕｌｃｕｌｇ．Ｔｈａｉｐｃｆｃｔｏｆｓｈｆｅｎｅｗｏｋｉｈａｅｄｆｒｎｃａｓｄｂｔａｏｐｉｆｎｅｂｓｃｓｅｉｉａｉｎｏｕｃｅｄｉｇｎｔｒｓ：Ｉｓｒｉｎｎｅｔｏ
Ａｂｓｒｃ：Ａｅｃｐｉｎａｕｈｅｅｒｈｏｔｉｌｎｅｄｎｅｗｏｋｗｈｃｓｏｅｉｔｒｏｇａｔａｔｄｓｒｔｏｂｏｔｔｅｒｓａｃｆｓｒｐｉｅｆｅｉｇｎｔｒｉｈｉｖｒｓｘｍｅｅｓｌｎｎｄｉｄｖｄｄｉｔｈｅｅｍｅｔｓｇｖｎ．Ｔｅｍｅｔｒｏｎｃｅｔａｌｓｉｉｅｎｏｔｒｅｓｇｎｓｉｉｅｈｅｓｇｎｓａｅｃｎｅｔｄｗｉｈｃｂｅ．Ｔｈｏｓａｄｐｒｓｆｔｅｅｌｓｎｈａｅｏｈ

应用于相控阵天线馈电网络的宽带幅度均衡器设计

应用于相控阵天线馈电网络的宽带幅度均衡器设计张照锋; 袁迎春; 李玉玲【期刊名称】《《电子器件》》【年(卷),期】2019(042)005【总页数】5页(P1153-1157)【关键词】微波集成电路; 均衡器; 电磁仿真; 馈电网络; 相控阵天线【作者】张照锋; 袁迎春; 李玉玲【作者单位】南京信息职业技术学院电子信息学院南京210023; 上海电子信息职业技术学院电子技术与工程学院上海201411【正文语种】中文【中图分类】TN98受不断增长的无线通信市场需求的驱动,用于相控阵的射频前端模块的研究比以往更受重视[1]。

比如用于1×4相控阵的四通道射频前端模块(RFFEM),它由均衡器、功率分配器和收发模块组成。

信号通过功率分配器与T/R模块,增益将随着工作频率的增加而降低,这会给整个系统带来不良影响。

为了解决上述问题,使用能提供正斜率特性的增益性能的均衡器,来补偿由其他元件或模块产生的幅频特性的不足,并为整个系统实现更好的增益性能平坦度[2]。

因此,幅度均衡器具有实际应用价值,在相控阵系统中扮演重要角色。

近年来,已经提出了一些关于微波应用均衡器的研究。

在文献[3]中,提出了一种由八个互连的子结构组成同轴幅度均衡器。

在文献[4]中,提出了一种由悬空带状线结构实现的超宽带均衡器,带宽覆盖1 GHz～18 GHz。

在文献[5]中,提出了一种微带状集总幅度均衡器,使用微带集总谐振器等效为LC并联谐振,以减小电路尺寸。

然而,由于这些均衡器的尺寸过大,无法满足相控阵天线系统网络中部件小型化的要求。

在本文中,我们兼顾均衡器尺寸和性能,提出了一种小型化的宽带幅度均衡器。

均衡器基于完全集总元件架构,使用MICC技术实现电感,电容和电阻。

最后利用全波电磁仿真软件对所提出的均衡器的三维物理结构进行了仿真,其电磁仿真结果与电路仿真结果吻合较好。

1 均衡器设计传统的集总元件LC并联谐振均衡器结构如图1所示,该均衡器具有3 dB均衡性能,其元件值为:L1=0.6 nH,C1=0.35 pF,R1=50 Ω。

一种平面裂缝阵列天线功分馈电网络[实用新型专利]

专利名称：一种平面裂缝阵列天线功分馈电网络专利类型：实用新型专利
发明人：唐传机,周旭,于嘉嵬,曾昌旭,卓洪丽
申请号：CN201520042681.8
申请日：20150122
公开号：CN204441485U
公开日：
20150701
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种平面裂缝阵列天线功分馈电网络，它包括一个电桥、一个左端口网络和一个右端口网络，所述的左端口网络包括两个耦合器、四个功分组件和一个功分器，所述的功分组件由多个功分器组成，第一耦合器的输入端与电桥连接，第一耦合器的主干端与功分器连接，第一功分器的两个功分端口分别与第一功分组件和第二功分组件连接，第一耦合器的耦合端与第二耦合器连接，第二耦合器的主干端与第三功分组件连接，第二耦合器的耦合端与第四功分组件连接。

本实用新型中间输入端口采用一个三分贝电桥将功率分配为左右相等的功率，馈给左右两边，而形成整个完整的功分馈电网络，具有损耗小、功率容量高、性能稳定、结构简洁紧凑等优点。

申请人：成都锦江电子系统工程有限公司
地址：643031 四川省成都市高新区高朋大道12号
国籍：CN
代理机构：成都金英专利代理事务所(普通合伙)
代理人：袁英
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平面相控阵天线的一种宽带强制馈电系统

平面相控阵天线的一种宽带强制馈电系统
李知新
【期刊名称】《天线技术》
【年(卷),期】2002(000)018
【摘要】本文介绍了正交波导侧端壁双缝耦合多路功分器作为平面相控阵天线的馈电系统的设计方法，以及在一维相扫波导裂缝阵天线以及两维相扫波阵天线中的应用实例。

【总页数】4页(P25-28)
【作者】李知新
【作者单位】陕西事易达公司
【正文语种】中文
【中图分类】TN821.8
【相关文献】
1.一种宽带光控相控阵天线实验系统
2.一种风廓线雷达相控阵天线的馈电网络设计
3.平面相控阵天线和差分布馈电网络设计
4.空间馈电相控阵天线有源馈源阵系统设计
5.应用于相控阵天线馈电网络的宽带幅度均衡器设计
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一种大功率瓦片式相控阵天线[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911088406.9(22)申请日 2019.11.08(71)申请人成都华芯天微科技有限公司地址 610000 四川省成都市高新区天府五街200号1号楼3层A、B区(72)发明人汪渊　(74)专利代理机构成都顶峰专利事务所(普通合伙) 51224代理人曾凯(51)Int.Cl.H01Q 1/00(2006.01)H01Q 21/00(2006.01)H01Q 23/00(2006.01)(54)发明名称一种大功率瓦片式相控阵天线(57)摘要本发明公开了一种大功率瓦片式相控阵天线，包括依次设置的第一印制电路板层、第二印制电路板层和第三印制电路板层；所述第一印制电路板层用于传输射频信号以及实现64单元的功分网络；所述第二印制电路板层电连接所述第一印制电路板层，用于控制信号的移相和衰减；所述第三印制电路板层电连接所述第二印制电路板层，用于供电和信号的输入控制；所述第一印制电路板层上设有若干用于信号输出的芯片；所述第二印制电路板层与所述第三印制电路板层之间还设有散热冷板，所述散热冷板的吸热端接触所述芯片。

本发明能够实时解决天线中芯片发热的问题，从而真正实现信号的大功率传输。

权利要求书1页说明书6页附图7页CN 110797624 A 2020.02.14C N 110797624A1.一种大功率瓦片式相控阵天线，其特征在于：包括依次设置的第一印制电路板层(1)、第二印制电路板层(2)和第三印制电路板层(3)；所述第一印制电路板层(1)用于传输射频信号以及实现64单元的功分网络；所述第二印制电路板层(2)电连接所述第一印制电路板层(1)，用于控制信号的移相和衰减；所述第三印制电路板层(3)电连接所述第二印制电路板层(2)，用于供电和信号的输入控制；所述第一印制电路板层(1)上设有若干用于信号输出的芯片(4)；所述第二印制电路板层(2)与所述第三印制电路板层(3)之间还设有散热冷板(5)，所述散热冷板(5)的吸热端接触所述芯片(4)。

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后期的实验进一步调整。按调整后的电流分布，计算出单个功分器的频
率特性，之后按级联原理就可以算出整个馈电网络的频率特性；实践中发现，整个网络的频带特性的好坏主要取决于单个功分器性能尤其功分比较大的功分器（大分配比的 Wilkinson 功率分配 / 合成器会引起端口间幅、相离散），因此调试好单个功分器的性能具有重要意义。
Abstract： A description about the research of stripline feeding network which is over six meters long and divided into three segments is given． The segments are connected with cables． The loss and phrase of the cables are different with those of the striplines． Therefore，when distributing the current to all the ports， the loss and phrase difference caused by such cables should be compensated，in addition to the loss and phrase difference caused by mutual coupling． The basic specification of such feeding network is： Insertion power loss within 15% bandwidth is less than 1． 0 dB． The waviness of 34 outputs within the band is no more than ± 0． 15 dB． The phrase uniformity between different outputs is no more than ± 2°；
靠主瓣的等副瓣个数；
A
=
1 π
coshR0
=
1 π
ln（
R0
+
槡R20
－ 1）
（ 3）
SLL
式中，R0 = 10 20 ，为主、副瓣电平比； SLL 为指标要求的最大副瓣电！－ 1 + i）！（ n－
]2 －1
－ i）
！
×
∏ [ ] s（ i）
收稿日期： 2010-07-15 修订日期： 2011-05-19
2011 年第 5 期
樊品等：大型分段相控阵平面天线馈电网络的研制
545
要的一个关键技术就是馈电网络的设计，它除了要考虑单元之间的互耦［3］，还必须考虑到行馈板线与行馈之间的连接电缆相位、损耗的不一致性，统筹考虑并修正初始电流分布，以获得满足低副瓣要求的行馈口径幅、相电流分布。
［4］石恒和，樊品．有源天线行馈样件评审报告［R］．南京：南京长江电子信息产业集团有限公司，2009．
作者简介
樊品（ 1972—），女，河南荥阳人，工程硕士，高级工程师、主要研究方向为雷达天馈线设计；
E-mail： tailuobluecat@ yahoo． com． cn
石恒和（ 1960—），男，上海人，研究员级高级工程师，天线分会委员，研究方向为雷达天馈线设计。
34 个输出口的幅度在带内起伏度： ≤ ± 0． 15 dB；输出端口间隔离度： ≥24 dB；插损值： ≤1． 0 dB；各输出端口间相位的一致性： ≤ ± 2°；总输入口的驻波： ρ≤1． 3。根据行馈的电流分布和上述要求，选用板线形式的并联功分网络。由于分段的行馈之间采用了电缆连接，电缆的损耗、相位与板线不一致，再加上辐射单元之间的互耦影响，因此在电流分配到各个端口时需要进行一些调整。首先行馈连接的电缆选用速比为 83% 的电缆，其目的就是降低损耗和传输的电长度，但每根电缆的损耗仍然有 0． 3 dB，在设计馈电网络的口径分布时必须进行补偿，即需重新调整中行馈对两边行馈分配能量的功分器的分配比。电长度的补偿需要考虑电缆、电缆插头及行馈上插座的影响，可以通过测试、仿真相结合的手段找出需要补偿的相位差。其次由于互耦也会影响到口径电流的幅度和相位。在天线阵面中位于阵中单元的互耦的影响基本一致，馈电分布变化不大，但对于阵面边缘的部分单元来说互耦影响就不同了，从而使馈电网络电流分布发生变化；为了得到低副瓣天线性能，在有互耦情况下对口径上的电流分布进行预先处理。通过矩量法的计算，对口径场的最边缘的四个单元的电流的幅度和相位都进行了预补偿，并做成可调节式，然后通过
n －1
In（ pn） = 1 + 2 ∑S（ i） cos（ ipn）
（ 1）
i =1
式中，
pn
= 2πn La
（ 2）
ξn
=
（
n
－
N+ 2
1）
d
为直线阵中第
n
个单元的位
置，这样做就使阵列单元数不分奇偶； La = Nd，为阵列长度； n－ ≥2A2 + 1 /2，为泰勒空间因子（方向图）紧
图 14 小面阵中三条行馈 10°馈电时垂直方向图
4结语
此馈电网络实现了低损耗、高隔离度，带内起伏小，以及接近理论的辐、相分布；馈电网络为双层传输线，结构为铝型材，实现了重量轻，体积小，为天线高机动、低副瓣奠定了良好的基础，达到了预期的目标。用小面阵实测的幅、相电流分布推出的远场方向图在 15% 频带、垂直方向 ± 10° 扫描范围内其水平方向副瓣峰值电平低于－ 35 dB，用其模拟整个面阵天线方向图可达－ 40 dB 以下，目前在国内（同类型同波段天线的副瓣为－ 29 dB）处于领先水平［4］。
为波瓣展宽因子。由式（ 1）就可综合出平面阵列天线中行馈各单
元的馈电电流分布，如图 3 所示。
图 1 1 ： 34 行馈分段示意图
1 天线行馈馈电网络设计
1． 1 天线行馈馈电网络电流的理论计算
设有一个等间距直线阵，单元数为 N，单元间距为 d，如图 2 所示。
图 2 N 单元等间距直线阵
线阵各单元的泰勒电流分布为
0 引言［1］
大型相控阵雷达天线采用分块、自动拆叠的方式，可大大缩短雷达架设、撤收的时间，使雷达机动性能有了质的飞跃，实现了快速转移，从而避免了 ARM 的攻击，也大大提高了雷达获取情报的能力。
为了获得理想［2］的天线性能，馈电网络的好坏起着举足轻重的作用。由于对天线的重量和体积也提出了苛刻的要求，因此天线在宽度、厚度上都进行压缩以此满足结构上的需要。本单位研制的相控阵天线是由多条行馈组成的平面阵且每条行馈分为三段，每行有数个印刷振子做的天线单元，段与段之间用电缆连接，如图 1 所示。在设计天线行馈时，很重
Research and Development of Feed Network of Large Phased Array Antenna Divided into Segments
FAN Pin，SHI Heng-he
（ Nanjing Changjiang Electronics Group Co． Ltd．，Nanjing 210037，China）
馈电网络在结构上采用双层传输线的形式，结构紧凑，重量轻（壳体、盖板为型材），体积小，若按传统的设计体积是现在的两倍。另外为了防止由于行馈宽度、厚度压缩引起腔体效应和长线之间出现互耦而出现的高次模，设计时在传输线之间加了隔离墙，从仿真和实测结果看这些隔离墙的作用非常明显。
2 馈电网络的实测结果
2011 年第 5 期
2011 年第 5 期
樊品等：大型分段相控阵平面天线馈电网络的研制
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3 天线行馈方向图的实测结果
图 11 ～ 13 是在暗室中用平面近场测试法得到的水平方向图，其中图 11 是单馈中间一条行馈，其余二条接匹配负载，图 12 是三条同相馈电，图 13、图 14 是模拟垂直方向扫描到 10°时的水平、垂直方向图。
第5 期 2011 年 10 月
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工程与应用
Journal of CAEIT
Vol． 6 No． 5 Oct． 2011
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大型分段相控阵平面天线馈电网络的研制
樊品，石恒和
（南京长江电子信息产业集团有限公司，南京 210037）
摘要：介绍了 6 m 多长、分成三段的板线传输线馈电网络的研制。由于段与段之间采用了电缆连接，电缆的损耗、相位与板线之间不一致，在电流分配到各个端口时除了要考虑互耦、板线传输线的损耗和相位，还必须补偿电缆带来的损耗和相位差。此馈电网络的指标在 15% 带宽内插损小于 1． 0 dB，34 个输出口的幅度在带内起伏度为： ≤ ± 0． 15 dB，各输出端口间相位的一致性： ≤ ± 2°，归一化后 A实测－ A理论 ≤0． 15 dB。用三条行馈组成的小面阵天线在优于 15% 频带、垂直方向 ± 10° 扫描范围内，其水平方向副瓣峰值电平低于－ 35 dB。关键词：馈电网络；分段；电缆连接；互耦；低副瓣中图分类号： TN821 + ． 8 文献标识码： A 文章编号： 1673-5692（ 2011） 05-544-04
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