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双频方向图可重构介质谐振天线研究
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2017-11-09
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1 引言
随着无线通信和雷达系统的不断发展，使得同一平台搭载的信息子系统数目增加，作为无线通信系统中信息出入必然通道的天线而言，其数量也相应增加，这样非常不利于综合系统的进一步发展，结构紧凑的可重构天线具有改善这种不利局面的巨大潜力。另外，相控阵所能实现的波束电扫描能够大大的拓展其应用范围，目前典型的相控阵能扫描到的角度仅为-45o 到+45 o，综合分析，造成相控阵的这种小角度扫描范围主要由两个因素导致，其一是天线本身的方向图特性，其二是互耦的存在，因此，如何拓展相控阵的扫描范围成为一个很热门的研究热点。从某种程度上而言，方向图可重构天线的提出能够解决这一问题。
本文提出了一种双频方向图可重构介质谐振天线，该天线具有两个谐振频率，通过控制安装在馈电网络上的四个开关，可以得到，每个谐振频率对应四个不同的方向图，从而实现重构;另外，对于同一种开关状态而言，两个谐振频率所对应的方向图相互对称。本文也提出了应用该重构天线单元组成的相控阵，该阵列采用稀布阵列的组阵方式。研究结果表明，相对于传统相控阵而言，该相控阵具有较低的副瓣和较大的扫描范围。
2 方向图可重构介质天线
2.1 天线结构
本文提出的可重构天线单元如图1所示。
由一个挖掉内圆柱体的半球介质谐振器和底部的正交馈电网络构成，采用中心同轴馈电。
(a) 三维图
(b) 底面图
图1 双频介质方向图可重构天线
随着无线通信和雷达系统的不断发展，使得同一平台搭载的信息子系统数目增加，作为无线通信系统中信息出入必然通道的天线而言，其数量也相应增加，这样非常不利于综合系统的进一步发展，结构紧凑的可重构天线具有改善这种不利局面的巨大潜力。另外，相控阵所能实现的波束电扫描能够大大的拓展其应用范围，目前典型的相控阵能扫描到的角度仅为-45o 到+45 o，综合分析，造成相控阵的这种小角度扫描范围主要由两个因素导致，其一是天线本身的方向图特性，其二是互耦的存在，因此，如何拓展相控阵的扫描范围成为一个很热门的研究热点。从某种程度上而言，方向图可重构天线的提出能够解决这一问题。
本文提出了一种双频方向图可重构介质谐振天线，该天线具有两个谐振频率，通过控制安装在馈电网络上的四个开关，可以得到，每个谐振频率对应四个不同的方向图，从而实现重构;另外，对于同一种开关状态而言，两个谐振频率所对应的方向图相互对称。本文也提出了应用该重构天线单元组成的相控阵，该阵列采用稀布阵列的组阵方式。研究结果表明，相对于传统相控阵而言，该相控阵具有较低的副瓣和较大的扫描范围。
2 方向图可重构介质天线
2.1 天线结构
本文提出的可重构天线单元如图1所示。
由一个挖掉内圆柱体的半球介质谐振器和底部的正交馈电网络构成，采用中心同轴馈电。
(a) 三维图
(b) 底面图
图1 双频介质方向图可重构天线
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