[發(fā)明專利]一種串聯(lián)饋電微帶天線陣及其優(yōu)化設計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910586193.6
• 申請日: 2019-07-01
• 公開（公告）號: CN110233356B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發(fā)明（設計）人: 張峰會;趙平
• 申請（專利權）人: 武漢安智核通科技有限公司
• 主分類號: H01Q21/00
• 分類號: H01Q21/00;H01Q1/50;H01Q1/38;H01Q1/32;H01Q1/22
• 代理公司: 武漢藍寶石專利代理事務所(特殊普通合伙) 42242
• 代理人: 嚴超

本發(fā)明涉及一種串聯(lián)饋電微帶天線陣及其優(yōu)化設計方法，由若干個符合陣元長度公式和陣元寬度公式的陣元根據(jù)陣元間距公式串聯(lián)組成串聯(lián)饋電微帶天線陣。本發(fā)明從工程應用出發(fā),綜合考慮了微帶陣元的輻射特性、幅度加權、天線互耦、阻抗匹配等因素,推導了相互關聯(lián)的串饋微帶線陣的設計參數(shù)曲線；通過本串饋微帶線陣的設計參數(shù)曲線,可快速獲得了一組串饋矩形微帶加權線陣的設計參數(shù),有效地加快了設計過程,縮短了研制周期,使用本方法設計串饋微帶天線陣是簡捷、快速、有效的。

技術領域

本發(fā)明涉及微帶天線研究技術領域，具體地說是一種串聯(lián)饋電微帶天線陣及其優(yōu)化設計方法。

背景技術

微帶天線由于其具有重量輕、體積小、成本低、低剖面、結構簡單、易于制作和生產(chǎn)等優(yōu)點，是現(xiàn)代電子設備首選的天線形式，在通信、導航、雷達和電子對抗等無線領域得到廣泛應用。在各種應用，天線增益、副瓣電平、效率指標是微帶天線最重要的指標。

微帶天線陣一般以微帶線構成的饋電網(wǎng)絡對每個輻射單元進行饋電，微帶天線陣按常用的饋電方式可分為并聯(lián)饋電和串聯(lián)饋電。與微帶天線陣的并聯(lián)饋電相比,串聯(lián)饋電可以顯著減小饋電網(wǎng)絡的復雜性,縮短網(wǎng)絡中微帶傳輸線的長度,降低饋電網(wǎng)絡帶來的損耗,在并聯(lián)饋電的微帶天線陣中，從饋電點到每一個輻射單元的饋線長度一樣，所以微帶天線陣設計比較簡單。串聯(lián)饋電的微帶天線陣相對要復雜一些，推出串饋微帶陣各陣元電流計算的遞推公式，按此公式逐級計算可得到各陣元電流以及饋電點的電流及輸入阻抗，由此設計微帶天線陣。

對串饋微帶陣列天線而言,為了實現(xiàn)天線天線增益、副瓣電平、效率的特定要求,天線陣需要適當?shù)姆取⑾辔环植?這使得微帶天線陣列的設計較為復雜,特別是在高頻應用情況下,這種現(xiàn)象尤為突出。串饋微帶天線陣設計中,由于串饋微帶天線中單元的激勵、輻射和互耦相互纏繞,難以精確設計和實現(xiàn)天線陣中各單元的幅相分布要求。當串聯(lián)饋電微帶天線陣的元數(shù)較少時，設計參數(shù)較少；隨著陣元的增加，設計參數(shù)按3倍的速度增加，陣越大，設計參數(shù)越多，設計出最優(yōu)化串饋微帶天線陣也越困難。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種串聯(lián)饋電微帶天線陣及其優(yōu)化設計方法，解決由于串饋微帶天線中單元的激勵、輻射和互耦相互纏繞,難以精確設計和實現(xiàn)天線陣中各單元的幅相分布要求的問題。

本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的所采用的技術方案是：

一種串聯(lián)饋電微帶天線陣的優(yōu)化設計方法，由若干個陣元串聯(lián)組成串聯(lián)饋電微帶天線陣；

每個陣元的陣元長度L i為：L i＝0.5×λg×(43.11562×(i/n)⁵-122.70205×(i/n)⁴+127.36018×(i/n)³-58.27373×(i/n)²+11.13284×(i/n)+0.35668)；所述陣元長度為每個陣元的軸向長度；

每個陣元的陣元寬度W i為：W i＝W 1×(4669.50705×(i/n)⁷-18224.84943×(i/n)⁶+28791.24036×(i/n)⁵-23511.83389×(i/n)⁴+10499.94636×(i/n)³-2519.11493×(i/n)²+309.45271×(i/n)-13.15999)；所述陣元寬度為每個陣元的橫向寬度；

兩個陣元之間的陣元間距D i為：D i＝0.5×λg×(42.09026×(i/n)⁶-133.0462×(i/n)⁵-161.9231×(i/n)⁴-96.27209×(i/n)³+29.59044×(i/n)²-4.52219×(i/n)+1.23738)；所述兩個陣元之間的陣元間距為相鄰兩個陣元中心的距離；