圖1.7 子陣中心頻點仿真方向圖

2. 圓極化設(shè)計

為了獲取圓極化波[5]，必須具備三個條件，即1.空間具備兩個正交矢量場；2.兩個矢量場幅度相等；3.兩個矢量場相差為90°。本設(shè)計中采用多元法技術(shù)來實現(xiàn)圓極化。

如圖2.1（a）所示，圓極化天線有上下兩層結(jié)構(gòu)組成，上下兩層天線子陣結(jié)構(gòu)相同，正交固定于反射板上，從而實現(xiàn)輻射兩個正交矢量場；如圖2.1（b）所示，上下兩層子陣通過電纜與一個1分2等副同相功分器相連，實現(xiàn)兩個正交矢量場幅度相等；上下兩層子陣間距D1 = 10mm，由此引起下層子陣輻射的電磁波相對上層子陣輻射的電磁波相差θ1（在自由空間的中心頻點）。

連接下層子陣的電纜與連接上層子陣的電纜的相差64°，因此，下層子陣矢量場與上層子陣矢量場相差90°，最終實現(xiàn)天線陣左旋圓極化的目的。

圖2.1 天線陣結(jié)構(gòu)示意圖（a圖隱藏反射板裙邊）

圖2.2給出了天線陣工作帶寬內(nèi)的軸比方向圖仿真結(jié)果，表明主波束軸比小于3dB。

圖2.2 圓極化天線子陣各頻點軸比方向圖

3. 加工與實測結(jié)果

根據(jù)仿真優(yōu)化得到的尺寸，設(shè)計加工了一套樣機，如圖4.1所示。安裝時要嚴(yán)格保證上下層板對應(yīng)振子正交，否則影響天線的圓極化性能。天線子陣介質(zhì)板與金屬反射板上均開有通孔，不僅對天線電性能影響甚小，而且滿足天線戶外作業(yè)透風(fēng)需要。

圖3.1 天線陣實物圖

對整個天線性能進(jìn)行了驗證測試。圖4.2給出了天線陣總口實測駐波比曲線，在工作帶寬內(nèi)，天線陣駐波小于1.6，滿足使用要求。

圖3.2 天線陣實測駐波曲線

圖3.3給出了天線中頻方向圖，其兩維3dB波束寬度為θ方位 × θ俯仰 = 8.5°×8.2°，其增益為20.8dB。

圖3.3 天線陣實測兩維方向圖

圖3.4給出了天線軸比的測試結(jié)果，在主波束范圍內(nèi)，軸比均小于3dB。