微带天线阵研究：降低馈电损耗与提升辐射效率

"该资源主要探讨了微带天线阵列的馈电损耗和高辐射效率问题，特别是如何通过优化馈电网络设计来提高微带天线阵的性能。" 微带天线阵列是一种广泛应用于雷达和通信系统的天线类型，因其轻便、小型化、低成本、低剖面以及制造简便而受到青睐。然而，馈电网络中的功率损耗往往限制了微带天线阵列的增益提升。传统的馈电方式，如串馈和并馈，都有其特定的损耗问题。 对于串馈微带天线阵，馈电网络由微带线构成，其损耗主要来自馈线的传播损失和接头的接触电阻。而并馈方式虽然可以减小馈线长度，但馈电分支间的互耦效应可能导致额外的功率损失。A. Sabban对并馈微带天线阵的馈电损耗进行了分析，揭示了馈电损耗对阵列增益的影响。另一方面，文献中提出的方法针对串馈阵列的馈电损耗进行了计算，给出了空间半波长等间距串馈阵列的增益极限。 为了克服这些问题，文章中提出了采用微带线和低损耗同轴电缆组成的串并混合馈电网络。这种混合馈电方式可以有效降低馈电损耗，从而提高微带天线阵列的辐射效率。在设计一个特定的C波段雷达微带天线阵时，通过精确分析辐射损耗并选择合适的馈电形式，实现了高效率的天线阵设计。 具体设计指标如下： 1. 工作频率范围：C波段，中心频率周围25MHz的带宽。 2. 极化方式：垂直极化。 3. 驻波比：VSWR（电压 standing wave ratio）要求良好，确保信号传输效率。 实测结果显示，所设计的4×24元微带天线阵在各项指标上均优于预期，阵列增益达到25.4dB，辐射效率高达64.5%，相比同等阵元数目的传统微带串馈阵列，增益提高了1.1dB。这一结果与等效参数理论计算相符，证实了混合馈电网络的有效性。 总结来说，本文深入研究了微带天线阵列的馈电损耗问题，并提出了解决方案，即通过微带线和低损耗同轴电缆的混合馈电网络，显著提高了微带天线阵列的辐射效率和增益，为微带天线阵列设计提供了新的思路。这种方法对于未来设计更高性能的微带天线阵列具有重要的参考价值。