本研究介绍了一种新型二维超广角波束扫描平面相控阵列天线,具备低剖面和低交叉极化特性。该天线由微带线结构、介质基板、粘合层和金属层组成,旨在实现宽波束覆盖。
背景技术
近年来,相控阵以其灵活的连续波束扫描能力和高增益特性在现代无线通信技术、传感系统和卫星应用中得到了广泛的应用。广角扫描相控阵是研究的热点和难点之一,它可以实现在方位角和仰角平面上的大范围扫描,满足通信系统中对大通信覆盖的要求,并可以跟踪雷达系统中的低仰角目标。同时,随着宽角扫描相控阵在上述系统中的应用趋向于占用更小的空间和可扩展性,宽角扫描相控阵也面临着低外形、低成本、平面化结构、低复杂度和易于集成等附加要求。此外,广角扫描相控阵在大扫描角范围内具有低交叉极化和低旁瓣电平(SLLs)性能已成为迫切需求。
常见的宽波束扫描相控阵列天线主要有采用方向图可重构技术、直接增大天线单元的波束宽度、紧耦合阵列。方向图可重构阵列使用大量有源元件和偏置电路来控制每个天线单元的辐射方向图,这会大大增大系统成本和体积。紧耦合阵列为了实现广角波束扫描性能,通常需要额外的广角阻抗匹配层这会造成天线剖面过高,复杂的多层阵列也会带来高昂的制造成本。传统的微带贴片相控阵由于具有外形小、重量轻、易于制造、抗背向辐射干扰、便于与有源电路集成等固有优点,被普遍认为是最流行的相控阵之一。然而,由于微带贴片元件的波束宽度较窄,微带贴片相控阵的最大波束扫描范围通常限制在±50°。因此,具有低剖面宽波束低交叉极化特性的二维超广角波束扫描平面相控阵列天线的研发具有重要意义。
实现思路