Reflect array

1 基本原理

反射阵天线作为一种高增益天线，结合了传统的抛物面天线和阵列天线的优势，一方面克服了抛物面天线体积笨重、难以加工的缺点；另一方面克服了相控阵天线需要复杂的馈电网络的缺点。反射阵天线的基本结构如图1所示，由馈源天线和印有大量规则排列的微带反射单元的平面阵列组成。

图1 反射阵天线原理图

2 馈源设计

图2 角锥喇叭天线结构和仿真模型

3 宽带线/圆极化变换反射阵天线设计

中心频率12.5GHz，阵元间距为半波长（12mm）。为降低旁瓣电平，采用圆形口径阵面，口径尺寸D（直径）设定为0.5λ×20（240mm）,共有316个单元，喇叭天线中心馈电，焦径比f/D=0.75。以阵面中心单元为参考单元，计算阵面其它各个位置单元的相对相位补偿量Φ。根据单元移相曲线确定相应的尺寸。圆口径阵元示意图及单元补偿相位分布如图3所示。

  (a) 圆口径阵元示意图              (b) 单元补偿相位分布

图3  圆口径阵元示意图及单元补偿相位分布

(a) 全波仿真模型                （b）波束效果图

图4全波仿真模型和12.5GHz波束效果图

仿真结果得到，1dB增益带宽是11.6GHz~13.0GHz，3dB轴比带宽是11.8GHz~13.3GHz。在11.8~13.2GHz之间交叉极化电平低于-15dB，符合Ku波段宽带需求。

作者：郑琦；

博士研究生，上海大学讲师、硕导 ，从事微波毫米波天线、电磁隐身、电磁超构表面研究，主要包括：低RCS天线、宽带反射阵天线、小型化微带天线、太赫兹功分器、共口径天线阵、电磁波调控功能器件等。