平面阵列天线研究：喇叭单元的创新应用

"基于喇叭单元的平面阵列天线研究-论文(高清书签)" 这篇博士学位论文深入探讨了基于喇叭单元的平面阵列天线设计，旨在满足现代无线电技术和通信系统对天线性能的高要求。平面阵列天线因其便携性、低轮廓和轻量化等优势，在卫星通信和雷达系统中有着广泛的应用。论文主要涵盖了四个关键的研究内容： 1. 双极化、低副瓣平面阵列天线设计：论文采用了探针馈电的角锥喇叭作为基本辐射单元，构建了低损耗的准空气同轴线馈电网络。通过无源加权网络来优化俯仰面方向图的旁瓣，同时结合反相馈电技术，提升了极化端口的隔离度，降低了交叉极化电平。测试结果显示，天线的交叉极化抑制度大于35dB，两极化端口隔离度小于-35dB，具有高极化鉴别度和紧凑的结构。 2. 圆极化辐射阵列天线设计：论文提出了一种单馈电实现圆极化的方案，设计出了单臂平面螺旋馈电阶梯喇叭单元。通过对主要电气参数的分析，确保了宽频带内的良好电磁特性。基于此设计，制作了8x8阵列天线，实测数据显示其工作频带内驻波小于1.5，轴比带宽超过23%，交叉极化电平小于-15dB。并采用旋转反相馈电策略降低子阵的交叉极化电平，验证了设计的准确性。 3. K波段双圆极化波导阵列天线：为解决K波段双圆极化天线的技术挑战，论文提出了一种高效的双极化辐射单元，结合宽带圆极化器和低损耗波导馈电网络。测试结果表明，该阵列天线具有高效率、宽轴比带宽和高隔离度，口面效率大于76%，轴比小于3dB的带宽达到16.5%，端口隔离度大于25dB，适合于小孔径卫星通信系统。 4. 低副瓣阵列天线设计：针对雷达系统的低副瓣需求，论文提出了一种终端短路馈电的角锥喇叭单元结构，采用空气介质填充的方形同轴传输线馈电网络。通过不等功分网络进行幅度加权，并通过加载调谐钉来解决大功分比功分器端口失配问题。实测结果证明，天线具有7.5%相对带宽内驻波小于2，31.8dB的中心频点增益，E面和H面方向图的副瓣电平分别低于-28dB和-29.5dB，具备良好的实用性和经济效益。 论文的主要贡献在于提出了多种创新的平面阵列天线设计方案，这些成果对于提升卫星通信和雷达探测系统的性能具有重要的理论和实践价值。关键词涉及阵列天线、喇叭单元、双极化、双圆极化和低副瓣技术。