宽频带高增益复合空馈滤波天线阵设计

"宽频带高增益复合空馈滤波天线阵是一种结合了滤波特性和辐射特性的天线设计，旨在实现高增益和宽频带性能。该天线由六个复合空馈子阵构成，采用并馈方式组装，能够在保持10%以上相对带宽的同时提供20 dBi以上的增益。通过全波仿真和实际样品测试，该天线在18 GHz频段内表现出10.5 dB的回波损耗和超过23 dBi的增益，具有低剖面和简单馈电网络的特点，适用于微波天线和卫星通信的天馈子系统集成。" 本文介绍了一种新型的宽频带高增益复合空馈滤波天线阵，它基于复合空馈阵（CAFA）的概念，这是一种将滤波器和天线功能集成的无源系统。传统的"滤波器+天线"集成方案往往为了获得高增益而牺牲了滤波器的插入损耗，或者需要增大天线尺寸，这在实际应用中限制了系统集成。CAFA天线通过在具有部分反射特性的表面（PRS）或频率选择特性表面（FSS）的盖板与金属基板之间建立谐振机制，实现了低轮廓和频域滤波特性，但它本身的腔模式谐振机制限制了其增益和口面效率。 为了克服这些限制，设计者采用CAFA单元组成阵列，通过组阵的方式在保持宽频带的同时提高了天线的增益。文章中提出的设计思路是，使用非强谐振的盖板和基本结构，以实现宽频带特性，然后将这些单元组合成阵列，以达到高增益的目标。这种方法解决了增益和频带宽度之间的矛盾，为工程应用提供了更优的解决方案。 子阵单元设计阶段，考虑到实际电信设备的方形或准方形截面，选择了相应的天线形状。通过精心设计每个子阵的馈电网络和结构，确保在整个工作频段内能有效地传输能量并实现所需的滤波特性。 这种宽频带高增益复合空馈滤波天线阵是针对微波通信和卫星通信需求而开发的，其优势在于高增益、宽频带以及易于工程实现和集成。通过创新的阵列设计和优化的馈电网络，该天线能够满足现代通信系统对高效、高性能天线的需求，为未来无线通信技术的发展提供了新的可能性。