圖1.7 子陣中心頻點(diǎn)仿真方向圖

2. 圓極化設(shè)計(jì)

為了獲取圓極化波[5]，必須具備三個(gè)條件，即1.空間具備兩個(gè)正交矢量場(chǎng)；2.兩個(gè)矢量場(chǎng)幅度相等；3.兩個(gè)矢量場(chǎng)相差為90°。本設(shè)計(jì)中采用多元法技術(shù)來(lái)實(shí)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(shí)現(xiàn)輻射兩個(gè)正交矢量場(chǎng)；如圖2.1（b）所示，上下兩層子陣通過(guò)電纜與一個(gè)1分2等副同相功分器相連，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)正交矢量場(chǎng)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(duì)上層子陣輻射的電磁波相差θ1（在自由空間的中心頻點(diǎn)）。

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(chǎng)與上層子陣矢量場(chǎng)相差90°，最終實(shí)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(diǎn)軸比方向圖

3. 加工與實(shí)測(cè)結(jié)果

根據(jù)仿真優(yōu)化得到的尺寸，設(shè)計(jì)加工了一套樣機(jī)，如圖4.1所示。安裝時(shí)要嚴(yán)格保證上下層板對(duì)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(kāi)有通孔，不僅對(duì)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(shí)物圖

對(duì)整個(gè)天線性能進(jìn)行了驗(yàn)證測(cè)試。圖4.2給出了天線陣總口實(shí)測(cè)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(shí)測(cè)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(shí)測(cè)兩維方向圖

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