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随着低剖面微带天线技术的发展,平面反射阵天线越来越受到人们的重视,它由馈源和一组可辐射微带单元的阵列组成,重量轻、可表面安装、不需要复杂的馈电网络,还可做成折叠展开的结构,进而做成更大的平面阵列天线。这种类型的天线在雷达、卫星通信和深空探测等需要高增益天线的领域具有广阔的应用前景。
能否实现360°范围内的反射相位变化,是平面反射阵天线设计的关键。本文设计了一种单层结构带有双正方形环的微带贴片单元,通过改变两个正方形环的大小来实现不同的反射相移,利用仿真软件分析了其反射相位特性,相位动态范围可以达到530°,且在420°的范围内成近似线性变化,具有良好的特性。
在分析相移特性的基础上,本文具体设计了60个单元的阵列,讨论了正馈和偏馈两种方式下的辐射特性。为验证设计,同时兼顾微带板材料以及加工条件和技术的限制,实际加工测试了15×15个单元的平面反射阵天线,测试结果验证了设计的正确性。
在正确设计平面反射阵的基础上,本文随后讨论了双频平面反射阵天线,设计了一个工作于12GHz和20GHz的双频天线,将其和相应的单频天线进行了对比,良好的结果表明了双频天线的正确设计。