L波段高增益全向天線的設(shè)計(jì)

馮文文，高 初，左 斌，秦 浩

(中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所，合肥 230088)

0 引 言

全向天線廣泛應(yīng)用于雷達(dá)和通信系統(tǒng)，其波束可實(shí)現(xiàn)水平方向360°的均勻輻射。常見的全向天線大多為微帶形式[1-3]。微帶全向天線制作簡(jiǎn)單，重量輕，成本低，易于大批量生產(chǎn)，但該形式的天線承受功率小，效率低。如果該類天線實(shí)現(xiàn)全向高增益方向圖，則須增加微帶板的長(zhǎng)度，進(jìn)而影響天線的力學(xué)特性。盤錐結(jié)構(gòu)[4]全向天線常在寬頻段工作，該類天線水平面方向圖圓度指標(biāo)較好，但在垂直面不易形成系統(tǒng)需要的賦形方向圖。同軸套筒天線[5]是另一種常用的全向天線結(jié)構(gòu)，采用同軸線饋電，利用軸向排列多個(gè)套筒結(jié)構(gòu)，可以在垂直方向上形成一定的電流分布，從而在水平方向產(chǎn)生較大的天線增益，同時(shí)實(shí)現(xiàn)垂直方向的波束賦形。

本文在多套筒結(jié)構(gòu)全向天線的基礎(chǔ)上，充分考慮天線的工藝可實(shí)現(xiàn)性，通過建立精準(zhǔn)三維模型進(jìn)行仿真和參數(shù)優(yōu)化，設(shè)計(jì)得到符合系統(tǒng)指標(biāo)的全向天線。

1 天線設(shè)計(jì)

1.1 天線結(jié)構(gòu)形式

本文介紹的多套筒天線結(jié)構(gòu)形式如圖1所示。該天線由同軸套筒、饋電同軸線、介質(zhì)支撐、反射板和天線罩等部分組成。由于系統(tǒng)需要不小于5 dB的增益，該天線用4級(jí)同軸套筒作為輻射體，類似2個(gè)共軸排列的半波對(duì)稱振子天線。同軸套筒內(nèi)部由饋電同軸線進(jìn)行饋電，饋電同軸線的內(nèi)導(dǎo)體外徑為r1，外導(dǎo)體內(nèi)徑為r2。套筒的外徑D2，每級(jí)套筒之間通過聚四氟乙烯材料支撐。……