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1、陣列天線饋電網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方法謝廷方楊鵬利(信息產(chǎn)業(yè)部電子第十研究所,四川成都)摘要目在研制低副瓣陣列天線時(shí),按常規(guī)方法設(shè)計(jì)的饋電網(wǎng)絡(luò),將遇到功分器功分比很大的情況,使加工精度過高,以致不能實(shí)現(xiàn),或使設(shè)計(jì)誤差太大。本文通過改變電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),改變標(biāo)準(zhǔn)阻抗參考臂兩種方法,將大大降低加工難度,提高設(shè)計(jì)精度,可使系統(tǒng)達(dá)到優(yōu)化的目的。關(guān)鍵字目微帶饋電網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)阻抗參考臂一、前言本文以副瓣電平為的元線陣為例,討論了微帶饋電網(wǎng)絡(luò)的一般設(shè)計(jì)方法,以及改變電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和改變標(biāo)準(zhǔn)疆抗參考臂的兩種新方法,比較了它們的優(yōu)劣,表明本文提出的新方法可有效降低加工難度,提高設(shè)計(jì)精度,使系統(tǒng)達(dá)到優(yōu)化的目的。二、徽帶特性阻抗微帶線
2、特性阻抗的計(jì)算方法很多一為了討論方便,介紹一種較簡(jiǎn)單的計(jì)算公式。對(duì)于厚度為零的標(biāo)準(zhǔn)微帶線,應(yīng)用保角變換和有效介電常數(shù)的概念可導(dǎo)出阻抗的近似公式如下:磊轟小黔卜“摯剝一。等齒(宇,籌嗉叫】慚州但式中,為基片材料的相對(duì)介電常數(shù),為基片的厚度,日矽為微帶線的寬度。設(shè)占,可計(jì)算出特性阻抗的曲線如圖。一、,一、。一圖微帶線,的特性阻抗曲線圖三、常規(guī)設(shè)計(jì)與改變電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的比較以切比雪夫分布為例,副瓣為,元線陣的激勵(lì)電流分布如下表。表切比雪夫分布線陣的激勵(lì)電流(,。),)()()(】)()(】)按常規(guī)的設(shè)計(jì)方法“?!?,饋電網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和各功分器的功分比如圖所示由于對(duì)稱關(guān)系,這里只畫出了一半。圖常
3、規(guī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用改變網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法,設(shè)計(jì)出的結(jié)果為圖。一予麓比較圖、圖,兩種設(shè)計(jì)完成相同的任務(wù),所用的功分器數(shù)量也是相同的,其中,一千蕭常規(guī)設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)出來的功分器的功分比很大,最大的為、】,而改變電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)法,設(shè)計(jì)出的功分器的功分比要小得多,最大的僅。由后面的討論可看出,前者將使功分器無法實(shí)現(xiàn),或產(chǎn)生太大的設(shè)計(jì)誤差。四、常規(guī)設(shè)計(jì)與改變標(biāo)準(zhǔn)阻抗參考臂設(shè)計(jì)的比較參考圖,一般功分器在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足“舢如下公式:()()圖功分器端口阻抗參考圖置乙以為例進(jìn)行設(shè)計(jì),取,可算得】,。由圖可知,要實(shí)現(xiàn)三,須取,若,則,這樣的線寬太細(xì),工藝實(shí)現(xiàn)時(shí)將產(chǎn)生較大的誤差。改變阻抗參考臂的設(shè)計(jì)方法是在上
4、蕊一組設(shè)計(jì)公式中,可任選,、蜀為阻抗參考臂,令其為,或限制最大阻抗值為某值(如?。?,所得計(jì)算結(jié)果如表。同樣,我們可以得到以。進(jìn)行設(shè)計(jì)的功分器阻抗關(guān)系如下表。比較上面兩種結(jié)果,可見:表中的第組和第組阻抗,接近,由圖知,若,則,這樣的窄的線寬,在一般的工藝條件下將無法實(shí)現(xiàn)。表中的第組和第組阻抗,和,是易于實(shí)現(xiàn)的,但此時(shí)和乙,阻抗太小,造成線寬較寬,易產(chǎn)生橫向諧振的高次模。,由表和圖可知,第組中,其,。,若,則,這樣的的線寬,工藝上已可實(shí)現(xiàn),但線寬的變化量將使阻抗產(chǎn)生較大的誤差,而使系統(tǒng)的匹配性能下降。表中的第組數(shù)據(jù),在一般的工藝條件下是可以實(shí)現(xiàn)的,這時(shí)線寬較寬,的影響相對(duì)較小,所產(chǎn)生的阻抗誤差相對(duì)較少,是可以接受的。五、結(jié)論在設(shè)計(jì)中同時(shí)采用上述改變電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和改變標(biāo)準(zhǔn)阻抗參考臂的方法,可以獲得參考文獻(xiàn)目”壤鮑爾等著梁聯(lián)倬等譯“搿帶無鱧”電子工業(yè)出版社設(shè)計(jì)精度較高而加工成本不太高的饋電網(wǎng)絡(luò),達(dá)到預(yù)期的目的。高保薪等著“鐙渡毫路的計(jì)算祝輔勵(lì)設(shè)汐清畢太學(xué)出皈社梁昌洪著“矛掌搿越”西北電訊工程學(xué)院出版社謝處方著“近龍無鰭翌穢成都電訊工程學(xué)院出版社【】汪茂光呂善偉等著“厙孺!無緒分析與為嚳。電子科技大學(xué)出版社孔“低與極低韻瓣天線技
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