杨亚兵 赵交成 廖 原 姜世波 李 宁

(西安电子工程研究所 西安 710100)

0 引言

近年来，有源相控阵天线已经广泛应用于雷达、电子战、通信等无线电系统，其性能的优劣直接关系到这些系统能否正常发挥其效能。随着技术的飞速发展以及系统多功能、平台一体化任务要求，宽带与超宽带相控阵天线需求更为急迫[1-3]。此外，系统集成度大大提高，对微波前端尤其是相控阵天线的体积、重量提出了更高的要求。宽带与超宽带相控阵天线最常用的天线形式是紧耦合阵列。在文献[4]中提出了具有集成巴伦的紧耦合偶极子阵列，该阵列具有两维波束扫描能力，但是天线结构不是平面的且馈电巴伦较复杂。Vivaldi天线是另一种常用的阵列单元[5-6]。通常，这些Vivaldi天线阵列可在较宽的扫描角度下实现大的的阻抗带宽，但其结构并非低剖面。可见，作为相控阵天线的重要部分，阵列单元不仅应满足电气性能要求，而且还应具有良好的机械性能。众所周知，微带天线具有低剖面且易于集成的优点。然而，常规微带天线的带宽较窄，特别是对于两维相控阵天线而言，大的扫描角度限制了天线单元的间距，这增加了带宽扩展的设计难度。有许多方法可以扩展微带天线的带宽[7-12]，其中背腔缝隙天线已被证明是有用的。例如，通过在基于基片集成波导的空腔中激发两种混合模式并将它们合并在所需的频率范围内，所提出天线的阻抗带宽从1.4%提高到6.3%[8]。在文献[9]中提出的具有宽角扫描特性的背腔缝隙天线阵，其阻抗带宽大于12%。……