X波段低损耗高增益微带阵列天线设计
来源： 作者： 时间：2007-02-12 22:51
1 引言
微带阵列天线具有体积小、重量轻、制作简单、安装方便、外观美观等优点，而且受风和雨雪的影响较小，因此深受用户的欢迎。目前，阵列天线已成功地应用于机载雷达、卫星通信、移动通信和卫星电视系统。
微带天线的主要缺点是频带窄、介质损耗大。特别是对于高的频率，他的不足尤为明显。因此，在高频工作状态，寻找一种低损耗高性能的微带天线形式甚为重要。
微带天线的单元增益一般只有6～8 dB，为了获得更大的增益，或为了实现特定的方向性，常采用由微带辐射元组成的微带阵列天线。随着工作频率的提高，微带阵列天线的馈线损耗是微带阵列天线辐射效率低的主要原因。因此，降低馈线损耗是解决微带天线在高频应用的主要途径。
在某光电雷达工程中，收发天线子阵采用了新颖的4×4单元微带阵列天线形式。微带阵列天线的辐射单元为空气微带贴片天线，提高了天线的效率；同时馈线网络采用空气带状线形式，大大降低了天线的馈线损耗。
2 辐射单元
2．1辐射单元的选取
辐射单元是阵列天线的基础，辐射单元形式最终决定了阵列天线的电气性能及阵列天线的可实现性。因此，在选择辐射单元时，既要虑单元天线的增益，又要考虑天线的横向尺寸及工艺性。一般可选择下面几种天线单元：
(1)矩形微带天线单元；
(2)有寄生元双层微带单元；
(3)微带折合振子；
(4)口径耦合微带天线；
(5)波导口辐射单元。
通过计算机仿真设计和实验研制，确定了口径耦合微带贴片天线作为4×4单元阵列天线的辐射单元，同时馈线网络采用空气带状线形式，这样可以大大减小馈线损耗。口径耦合微带天线结构形式如图1所示。
