大型相控阵中的子阵列技术_ACT_ANSA_通信

大型相控阵中的子阵列技术

子阵列技术是一种在大型矩阵或阵列中，通过选取一部分元素组成较小的矩阵或阵列的技术。子阵列技术是一种重要的权衡方法，在实现大型相控阵时协调辐射性能和制造成本，在雷达和通信系统等不同领域都有广泛的应用。

子阵列是指在一个大型矩阵或阵列中，由一部分元素（行、列或两者的组合）组成的较小的矩阵或阵列。在天线阵列系统中，子阵列技术被用于优化阵列性能。例如，在长电偶极子阵列中，通过优化阵元间距和子阵列配置，可以提高阵列的辐射效率和方向性。

子阵列的实现包括两个方面，即天线元件的利用和馈电网络的设计。对于子阵列相同并以统一方式排列的常规子阵列，实施很简单，因为子阵列、相应的馈电网络和极化方向是相同的。关于不规则子阵列，根据天线元件及其相应的馈电网络的布置，其实现可以分为两种方法：旋转子阵列（RS）方案和均匀阵列（UA）方案，如图

旋转子阵列（RS）方案是通过根据子阵列的旋转旋转馈电网络来实现的。

通过这种方式，确保了子阵列天线（天线层和馈电层）的结构重复性，从而促进了子阵列的模块化，因为它们共享相同的馈电网络结构。

基于 RS 方案，天线元件的电场会随着子阵列的旋转和翻转而发生旋转和镜像，导致在实际场景中出现无序的极化方向和扭曲的阵列模式。

但这个问题被忽视了，因为目前的大多数研究都集中在由点源构建的子阵列上。

均匀阵列（UA）方案涉及使用均匀间隔的数组。通过以统一的方式排列元件，阵列中所有元件的极化方向变得同步。

UA 方案现在被广泛采用，然而，子数组结构的结构重复性受到了影响，因为子数组不再具有旋转对称性。如上节图右所示，UA 方案在 L-tetromino 子数组中的实现，四个子数组是旋转对称的，而单元是均匀定向的。这导致元素及其相应的馈送点在四个子数组中具有不同的相对位置，从而影响了子数组的结构重复性。因此，这种方法需要为不同的子阵列使用不同的馈电网络，因为馈电点是非旋转对称的，导致模块化无法实现并显著增加工作量，尤其是在使用更复杂的子阵列时。这些问题限制和阻碍了子阵列天线在实际场景中的实际应用。

参考文献

[1] X. Yang, P. Wu, Y. Zhao, B. Wang, Z. Nie and D. Yang, "Subarray Implementation via Phase Compensation in Circularly Polarized Arrays," in IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 72, no. 11, pp. 8385-8393, Nov. 2024, doi: 10.1109/TAP.2024.3408230.

来源：微波工程仿真

磁电偶极子的高隔离方法

带内全双工（IBFD）系统同时在发射和接收模式下工作，理论上可以提供两倍于传统半双工系统（如频分和时分双工系统）的频谱资源和信道容量。磁电（ME）偶极子天线因其宽带操作、稳定的辐射方向图和低交叉极化水平等优点，在 IBFD 系统中引起了广泛关注。目录磁电偶极子天线工作原理磁电偶极子高隔离方法参考文献 ME dipoleAs shown below👇磁电偶极子天线工作原理磁电偶极子天线是将电偶极子和磁偶极子组合在一个天线单元内的天线。通过辐射方向图的互补，磁电偶极子天线能够实现稳定的辐射性能。磁电偶极子天线的工作原理基于电磁波的辐射特性。当电流通过电极时，电极上的电场会产生磁场，从而形成一个磁电偶极子。这个磁电偶极子能够将电流转换为辐射电磁波，实现无线通信。 ME 偶极子辐射器的等效电路传统的 ME 偶极子辐射器可以被视为并联谐振电路。该电路相当于 ME 偶极子电感的并联组合L0 和边沿电容C0 由相邻电偶极子之间的间隙引入，如图 ME 偶极子辐射器的谐振模式主要工作在奇数模式，导致电容等于2*C0 。此外，上图中没有计算辐射器与地之间的电容，因为它的幅度比电容C0小得多。同样地，省略了 ME 偶极子辐射器的电阻，因为谐振频率不受电阻值的影响。谐振频率f0 可以通过以下方式获得传统的 ME 偶极子散热器：常规 ME 偶极子辐射器的带宽 BW 可以计算如下磁电偶极子高隔离方法ME偶极子高隔离几种方法1、扩大发射端口和接收端口之间的空间，2、使用近场抵消技术和模式分析，3、采用去耦网络来实现高隔离。4、差分馈电结构也被用于提高隔离度，但受到带宽有限和差分馈电网络的额外损耗。参考文献 [1] K. Y. Yang, W. J. Zhu, L. H. Ye, S.-Q. Xiao, X. Shi, and D.-L. Wu, “Miniaturized Broadband Dual-Polarized Magnetoelectric Dipole Antenna With High Isolation and Filtering Response,” IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 72, no. 11, pp. 8272–8281, Nov. 2024, doi: 10.1109/TAP.2024.3454982.[2] K. M. Luk and H. Wong, "A new wideband unidirectional antenna element", Int. J. Microw. Opt. Technol., vol. 1, no. 1, pp. 35-44, Jun. 2006.[3] R. Xu and Z. Shen, "Wideband Ferrite-Loaded Bow-Tie Antenna of Extremely Low-Profile," in IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 70, no. 12, pp. 11401-11409, Dec. 2022, doi: 10.1109/TAP.2022.3209706.[4] Z. Qian, Y. Zhao, X. Liu, L. Ge and J. Mao, "A Novel Filter in Antenna (FiA) With Compact Size and High Performance," in IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 72, no. 7, pp. 5550-5559, July 2024, doi: 10.1109/TAP.2024.3401477.来源：微波工程仿真