魏占宇,王发光,王有义

(辽宁辽无一电子有限公司,辽宁 辽阳 111000)

0 引 言

米波雷达技术体制的发展对米波相控阵天线技术提出了越来越高的要求,相对应的工作频率也越来越宽。在米波频段,组成宽带相控阵天线的传统天线单元的物理尺寸一般较大,难以实现高机动米波雷达天线阵面的快速折叠展开。因此,米波宽带相控阵天线小型化技术是解决高机动米波雷达天线阵面快速折展的重要研究方向。

传统的米波天线单元多采用八木天线单元和伞形微带单元形式,但带宽较窄,天线体积较大,无法实现小型化设计要求。此外,常规的天线单元采用板线平衡器或微带板进行馈电,防水效果通常较差,长时间使用还会降低天线单元性能。

本文采用一种新型全金属结构的Vivaldi天线单元形式[1],通过增大指数曲线的渐变曲率来增大两个指数曲线的张角[2],结构上采用与常规半波阵子相结合的方式以达到降低天线高度的目的,工作频段覆盖了130～270 MHz,倍频带宽达到了1倍以上。

1 米波Vivaldi天线单元设计

Vivaldi天线又称为非周期的指数锥形开槽天线,具有高增益、宽带宽、良好的辐射等特性。典型的Vivaldi天线结构如图1所示,由槽线、开路腔和渐变指数线构成。

图1 Vivaldi天线结构形式

指数曲线可以用下式表示:

y=C1errz+C2

(1)

式中,rr为指数曲线的渐变曲率;C1、C2分别根据指数渐变线的起始位置和终止位置确定,且

(2)

(3)

式中,(y1,z1)、(y2,z2)分别为指数线的起始和终止坐标[3]。

文中的天线单元在常规Vivaldi天线基础上进行了改进,在保证性能基本不变的情况下,实现了单元的低剖面和小型化。……