阵列天线馈电网络设计方法

1、阵列天线馈电网络设计方法谢廷方杨鹏利（信息产业部电子第十研究所，四川成都）摘要目在研制低副瓣阵列天线时，按常规方法设计的馈电网络，将遇到功分器功分比很大的情况，使加工精度过高，以致不能实现，或使设计误差太大。本文通过改变电路拓扑结构，改变标准阻抗参考臂两种方法，将大大降低加工难度，提高设计精度，可使系统达到优化的目的。关键字目微带馈电网络拓扑结构阻抗参考臂一、前言本文以副瓣电平为的元线阵为例，讨论了微带馈电网络的一般设计方法，以及改变电路拓扑结构和改变标准疆抗参考臂的两种新方法，比较了它们的优劣，表明本文提出的新方法可有效降低加工难度，提高设计精度，使系统达到优化的目的。二、徽带特性阻抗微带线

2、特性阻抗的计算方法很多一为了讨论方便，介绍一种较简单的计算公式。对于厚度为零的标准微带线，应用保角变换和有效介电常数的概念可导出阻抗的近似公式如下：磊轰小黔卜“挚剥一。等齿（宇，筹嗉叫】惭州但式中，为基片材料的相对介电常数，为基片的厚度，日矽为微带线的宽度。设占，可计算出特性阻抗的曲线如图。一、，一、。一图微带线，的特性阻抗曲线图三、常规设计与改变电路拓扑结构设计方法的比较以切比雪夫分布为例，副瓣为，元线阵的激励电流分布如下表。表切比雪夫分布线阵的激励电流（，。），）（）（）（】）（）（】）按常规的设计方法“。”，馈电网络的拓扑结构和各功分器的功分比如图所示由于对称关系，这里只画出了一半。图常

3、规网络拓扑结构采用改变网络拓扑结构的设计方法，设计出的结果为图。一予麓比较图、图，两种设计完成相同的任务，所用的功分器数量也是相同的，其中，一千萧常规设计方法设计出来的功分器的功分比很大，最大的为、】，而改变电路拓扑结构的设计法，设计出的功分器的功分比要小得多，最大的仅。由后面的讨论可看出，前者将使功分器无法实现，或产生太大的设计误差。四、常规设计与改变标准阻抗参考臂设计的比较参考图，一般功分器在设计时应满足“舢如下公式：（）（）图功分器端口阻抗参考图置乙以为例进行设计，取，可算得】，。由图可知，要实现三，须取，若，则，这样的线宽太细，工艺实现时将产生较大的误差。改变阻抗参考臂的设计方法是在上

4、蕊一组设计公式中，可任选，、蜀为阻抗参考臂，令其为，或限制最大阻抗值为某值（如取），所得计算结果如表。同样，我们可以得到以。进行设计的功分器阻抗关系如下表。比较上面两种结果，可见：表中的第组和第组阻抗，接近，由图知，若，则，这样的窄的线宽，在一般的工艺条件下将无法实现。表中的第组和第组阻抗，和，是易于实现的，但此时和乙，阻抗太小，造成线宽较宽，易产生横向谐振的高次模。，由表和图可知，第组中，其，。，若，则，这样的的线宽，工艺上已可实现，但线宽的变化量将使阻抗产生较大的误差，而使系统的匹配性能下降。表中的第组数据，在一般的工艺条件下是可以实现的，这时线宽较宽，的影响相对较小，所产生的阻抗误差相对较少，是可以接受的。五、结论在设计中同时采用上述改变电路拓扑结构和改变标准阻抗参考臂的方法，可以获得参考文献目”壤鲍尔等著梁联倬等译“搿带无鳢”电子工业出版社设计精度较高而加工成本不太高的馈电网络，达到预期的目的。高保薪等著“镫渡毫路的计算祝辅励设汐清毕太学出皈社梁昌洪著“矛掌搿越”西北电讯工程学院出版社谢处方著“近龙无鳍翌秽成都电讯工程学院出版社【】汪茂光吕善伟等著“厍孺！无绪分析与为喾。电子科技大学出版社孔“低与极低韵瓣天线技