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一种新型宽带低交叉极化印制偶极子天线

更新时间：2019-09-08 15:08:05 大小：292K 上传用户：杨义查看TA发布的资源 标签：天线 下载积分：0分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

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一种新型宽带低交叉极化印制偶极子天线  
周占伟，杨仕文，聂在平  
电子科技大学电子工程学院，四川成都（610054）  
E-mail：
摘
要：设计出一种新型宽带低交叉极化印制偶极子天线，该天线采用双层平面 Balun 偶极  
子结构，减小天线横向交叉极化的电场分量，使天线不仅具有平面 Balun 偶极子的宽频带特  
性，同时降低天线交叉极化电平。用 HFSS 仿真优化设计并实际加工制作该天线，测试结果  
表明，天线工作带宽达到 62%，交叉极化电平小于-37dB。实验结果验证了该天线的宽带低  
交叉极化特性。  
关键词：印制偶极子，宽带，低交叉极化  
中图分类号：TN820  
1. 引言  
随着电子对抗技术的发展，相控阵雷达已成为现代雷达装备的主流。为有效对付严重电  
子干扰和 ARM（反雷达导弹），通常采取降低天线副瓣电平和增加天线工作带宽的方法，  
来提高相控阵雷达抗干扰性能。而相控阵天线的性能在很大程度上取决于辐射单元，这就要  
求设计天线单元不仅要具有宽频带特性同时还需为低交叉极化电平天线，否则严重的交叉极  
化电平将使主极化的低副瓣或超低副瓣本身失去意义。  
印制偶极子天线具有剖面低、重量轻、体积小、成本低、便于集成和组成阵列等优点而  
得到广泛的研究和应用[1,2]。但是普通印制偶极子天线的带宽约为 10%[3],频带窄是其主要缺  
点。目前已有许多途径来展宽这类天线的工作频带，如双面偶极子天线[4]，平面 Balun 偶极  
子天线[5]，带有寄生元的偶极子天线[6]等。但是这些天线虽然频带性能得到较大改善, 但交  
叉极化严重, 辐射特性受损。  
本文提出一种新型宽带低交叉极化印制偶极子天线，该天线采用双层平面 Balun 偶极子  
结构，不仅具有平面 Balun 偶极子天线的宽频带特性，同时降低天线交叉极化电平。用 HFSS  
仿真优化设计并实际加工制作该天线，测试结果表明，该天线具有宽带低交叉极化特性，天  
线工作带宽达到 62%，交叉极化电平小于-37dB，实测增益达 6.5 dBi。  
2. 天线结构  
普通单层平面 Balun 偶极子天线结构如图 1（a）所示，新型双层平面 Balun 偶极子天线  
结构如图 1（b）所示。对比可以看出，新型天线主要应用双层介质由两个相同的平面 Balun  
偶极子天线组成。在图 1（a）中，与偶极子振子臂同一侧的槽线和另一侧的微带线形成 Balun，  
作为从同轴线到偶极子两辐射臂的不平衡—平衡转换器。该天线偶极子辐射臂及微带线长度  
均约为 1/4 波长，采用在天线馈电结构中增加金属反射地板，使其单向辐射，提高天线增益，  
偶极子到反射板的距离为 1/4 波长。虽然单层平面 Balun 偶极子天线具有宽频带特性，但如  
图 1（a）右中所示，由于横向交叉极化的电场分量垂直偶极子辐射臂，从而使天线辐射特  
性受损产生严重的交叉极化电平。  
为减小平面 Balun 偶极子天线横向交叉极化的电场分量，另增加一层介质，采用两个完  
全相同的平面 Balun 偶极子天线平行合并在一起，使二者共用微带线馈电，形成带状线  
Balun，如图 1（b）右中所示。这样使横向交叉极化的电场分量相互抵消，从而降低天线交  
叉极化电平。测试结果验证以上理论分析的正确性。  
-1-  

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