刘熠志

(中国西南电子技术研究所,成都 610036)

1 引 言

在很多雷达和通信系统中,需要天线实现多波束。天线实现多波束形成和波束扫描有两种类型:相控阵和多波束天线。相控阵需要大量的有源TR组件,成本高,结构复杂。多波束天线由多波束形成网络和天线阵面组成,其中Rotman透镜是一种最常用的多波束形成网络[1-2],Rotman透镜利用波束口到天线阵上各个单元的光程差来确定波束指向,是一种“time-delay”波束形成器,理论上波束指向与工作频率无关,频率变化时波束指向固定不变,实际上由于信号传输线的色散以及辐射天线有一定的工作带宽,因此不可能是真的与频率无关,但它具有很宽的频带。Rotman透镜天线具有两种实现形式:微带或带状线型Rotman透镜、波导型Rotman透镜。波导型Rotman透镜的优点是插入损耗低[3]。微带或带状线型Rotman透镜的电路简单,体积小,重量轻,设计灵活,采用印制电路技术加工,易于实现,成本低[4]。

微带Rotman透镜的性能主要由几个关键因素决定[5-6],它们是吸收旁壁的结构、端口的波束指向以及传输线结构。通常,微带Rotman透镜的吸收旁壁采用虚端口结构并采用同轴吸收负载[4],不过同轴负载的价格高,体积和重量大,破坏了微带Rotman透镜的平板结构,不利于电路集成。在微带Rotman透镜中采用传输线渐变张开段作为透镜端口,端口等效为一个口径场均匀分布的二维辐射口径,根据文献研究可知[5-6],端口的波束指向对准对面轮廓中点时最佳,实现上述最佳波束指向的端口结构有待进一步研究和验证。……