一種低剖面寬帶縫隙耦合天線陣列設計

李寧 王元源 廖原

摘? 要：本文提出一種基于PCB層壓技術的低剖面寬帶縫隙耦合天線陣列。通過引入“啞鈴”形縫隙耦合結構，形成頻帶內多個寄生諧振頻率，來展寬天線工作帶寬。仿真與實測數據表明16×16天線陣列各單元在12GHz-18GHz內駐波比小于2.3。并且能夠滿足相控陣寬角掃描要求。

關鍵詞：縫隙耦合;寬帶天線;低剖面

中圖分類號：TN822? ? ? 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）01-0026-04

Design of Low Profile Wideband Slot Coupled Antenna Array

LI Ning，WANG Yuanyuan，LIAO Yuan

（Xi’an Electronic Engineering Research Institute，Xi’an? 710100，China）

Abstract：In the paper a low profile wideband slot coupled antenna array is presented based on laminated PCB technology. The wideband characteristic is obtained by the “dumbbell” shape coupled structure which can get more resonant frequencies. The simulated computation and measured results indicate that the VSWR of this 16×16 antenna array is less than 2.3 in the frequency band from 12GHz to 18GHz. And it can meet the requirements of wide angle scanning of phased array.

Keywords：slot coupled;wideband antenna;low profile

0? 引? 言

隨著傳感器系統及衛星通訊系統的飛速發展，具備波束快速掃描賦形及自適應波束形成的寬帶有源相控陣[1]將成為其主流的硬件方案。有源相控陣具有天線波束的快速掃描與賦形、空間定向及空域濾波、掃描和跟蹤去耦合、空間功率合成、天線與載體平臺共形及自適應多波束形成等優勢[2]。本文通過認真分析原有基于縫隙耦合微帶天線[3-7]的優點以及存在的問題，提出一種新型“啞鈴”形耦合縫隙天線單元。該結構通過貼片基板下方的內層接地板上腐蝕出的啞鈴形縫隙，該縫隙在H形縫隙[8]基礎上，分別引入四處傾斜漸變結構，形成天線的多個寄生諧振頻率，進而起到展寬天線工作帶寬的作用。并設計、制造基于啞鈴縫隙耦合的16×16天線陣列，在天線單元間打金屬過孔以增加隔離度。仿真結果和測試結果表明16×16陣列各單元在12GHz-18GHz頻段內駐波比小于2.3。

1? 天線單元設計

1.1? 天線單元結構設計

天線單元采用基于縫隙耦合饋電的多層微帶結構，包括矩形輻射貼片、啞鈴形耦合縫隙、復合式饋線、金屬地板、屏蔽結構等主要部分。……