[發(fā)明專利]一種近場(chǎng)低旁瓣平頂Bessel-Gauss波束的徑向槽陣列天線

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010142398.8
• 申請(qǐng)日: 2020-03-04
• 公開（公告）號(hào): CN111326853B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧萍;黃卡瑪;楊陽(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號(hào): H01Q1/36
• 分類號(hào): H01Q1/36;H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q21/00
• 代理公司: 電子科技大學(xué)專利中心 51203
• 代理人: 鄧?yán)?/td>

1.一種近場(chǎng)低旁瓣平頂Bessel-Gauss波束徑向槽陣列天線的設(shè)計(jì)方法，該天線包括圓形介質(zhì)基板、同軸饋線、阻抗匹配結(jié)構(gòu)、以及設(shè)置于介質(zhì)基板上表面的金屬板、設(shè)置于介質(zhì)基板下表面的金屬地、設(shè)置于介質(zhì)基板側(cè)面的金屬壁；所述金屬板、金屬地、金屬壁構(gòu)成徑向圓波導(dǎo)，所述金屬板上刻蝕有若干個(gè)不同半徑的同心環(huán)槽陣列，同一環(huán)中的同心環(huán)槽由若干個(gè)尺寸相同且均勻分布的小槽組成；所述阻抗匹配結(jié)構(gòu)為設(shè)置于金屬板下方的金屬圓柱，且金屬圓柱與介質(zhì)基板的中軸線重合，所述阻抗匹配結(jié)構(gòu)用于天線的阻抗匹配；所述同軸饋線的外導(dǎo)體連接金屬地，內(nèi)導(dǎo)體穿過介質(zhì)基板中心處的通孔連接阻抗匹配結(jié)構(gòu)；

其特征在于，該天線的設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟：

S1.確定位于天線上表面近場(chǎng)距離z處的目標(biāo)電場(chǎng)分布：根據(jù)Bessel-Gauss函數(shù)，在位于天線近場(chǎng)z處目標(biāo)電場(chǎng)為：其中，J₀是零階貝塞爾函數(shù)，ρ為徑向半徑，k_ρ為徑向波數(shù)，k_ρ＝(0.8-j0.01)k₀，k₀為自由空間中的波數(shù)，k_z為傳播方向上的波數(shù)，w為束腰半徑；選取束腰半徑w＝0.02，使得在位于天線上表面正上方近場(chǎng)距離z處，得到具有低旁瓣平頂特性的Bessel-Gauss目標(biāo)電場(chǎng)分布；

S2.將位于天線近場(chǎng)z處的低旁瓣平頂特性的Bessel-Gauss目標(biāo)電場(chǎng)做傅里葉變換得到頻域內(nèi)的目標(biāo)電場(chǎng)投射到z＝0處，并做反傅里葉變換得到天線上表面的電場(chǎng)E(ρ,0)；針對(duì)天線上表面的場(chǎng)分布再做一次傅里葉變換，得到天線上表面的頻域內(nèi)電場(chǎng)將場(chǎng)取徑向ρ分量，做反傅里葉變換最終得到在天線上表面處的切向場(chǎng)分量E_ρ(ρ,0)，最終確定天線上表面的目標(biāo)等效磁流分布其中為天線水平面內(nèi)的角度，

S3.設(shè)計(jì)Bessel-Gauss徑向槽陣列天線的初始模型，其中徑向槽陣列天線半徑R4λ₀，λ₀為空間中的波長(zhǎng)，采用電磁優(yōu)化算法，以目標(biāo)等效磁流分布為優(yōu)化目標(biāo)，合理布置徑向槽陣列天線的小槽的位置和尺寸，使目標(biāo)等效磁流分布與徑向槽陣列天線所得到的實(shí)際磁流分布的適應(yīng)度數(shù)值小于10^-5，最終優(yōu)化得到Bessel-Gauss徑向槽陣列天線。