如何設(shè)計(jì)雙極化四脊圓錐喇叭天線

喇叭天線由于其多功能性、簡(jiǎn)單性和好的輻射性能，在微波測(cè)量、雷達(dá)和探測(cè)系統(tǒng)中有廣泛的應(yīng)用。展寬喇叭天線工作頻帶，最直接的方法就是在喇叭的波導(dǎo)和喇叭張開(kāi)部分加入脊結(jié)構(gòu)。脊喇叭天線增益高，阻抗低，體積小，易于和傳輸線連接，適合用在雷達(dá)、電子對(duì)抗設(shè)備以及微波電子器件中。喇叭天線作為饋源組陣時(shí)，圓錐喇叭可以節(jié)省空間，便于控制陣元間距而抑制柵瓣。近來(lái)對(duì)加脊喇叭天線分析的文章很多，但是在具體的設(shè)計(jì)方面分析的很少。本文對(duì)設(shè)計(jì)四脊圓錐喇叭天線的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行了分析以及仿真優(yōu)化。加脊的喇叭天線極大地滿足了在寬頻帶天線領(lǐng)域的應(yīng)用。

脊喇叭天線是在喇叭天線的基礎(chǔ)上，通過(guò)改變天線的結(jié)構(gòu)來(lái)提升輻射性能。該喇叭天線作為饋源組陣，所以在天線設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)綜合考慮喇叭的口徑與陣元間距的關(guān)系，既要避免溢出損耗，又要保證單元尺寸不要超過(guò)最大陣元間距而無(wú)法排布。四脊喇叭可以看成兩個(gè)對(duì)稱的雙脊喇叭，通過(guò)對(duì)脊波導(dǎo)理論的分析，根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)指標(biāo)的要求，設(shè)計(jì)出滿足要求的四脊波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)和喇叭內(nèi)脊曲線的形式，最終完成天線結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

脊喇叭結(jié)構(gòu)如圖1 所示。喇叭饋電采用同軸線饋電，同軸線的內(nèi)外徑設(shè)計(jì)保證和50 Ω匹配。根據(jù)同軸線特性阻抗公式