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一、24GHz串馈低副瓣车载雷达阵列天线(切比雪夫阵)——(馈电网络设计)

微带阵列天线的馈电方式包括并联和串联，其中串联馈电又分为行波式和驻波式。并联馈电通常采用T型分支结构，但设计较为复杂。行波式串联馈电具有较宽的阻抗带宽，但方向图容易倾斜且对频率敏感。驻波式串联馈电方向图带宽更大，但阻抗带宽较窄。串联馈电通过调节馈线尺寸和阵元间距来控制幅度和相位，设计简单且占用空间少。然而，相位偏差可能在阵元间累积，因此需要优化馈电网络减小误差。驻波式串联馈电结构便于调节阻抗匹配和电流分布。在N=2n元线阵中，右侧n元阵的输入导纳由阵元间距决定，一般选择等效波长作为间距。分析只能用于估算，未考虑馈线辐射。串联阵列天线设计方法如视频所示。

二、波导缝隙天线HFSS模型及计算程序分享

（一）引言

波导缝隙阵列天线起源于二战时期，最初被用于地面防空雷达。由于其口径分布易于控制，因此能实现低副瓣或极低副瓣，现常与飞机、舰船等设备共形使用。

波导缝隙阵列天线具有结构紧凑、重量轻、机械强度好、功率容量大，口径效率高、容易实现窄波束、可靠性较高等优点。

（二）波导缝隙等效电路

宽边纵向并联缝隙

宽边横向串联缝隙

宽边倾斜串并联缝隙

当倾角不大时，可等效为：

窄边串并联缝隙

(三)波导缝隙天线阵列分类

根据馈电方式和缝隙间距的不同，可以将波导缝隙阵列天线分为驻波阵和行波阵，两者分别又称为谐振式阵列和非谐振式阵列。

1.驻波阵·要求

每个缝隙与其相邻缝隙的距离固定为半波导波长；波导终端短路

·特点

驻波阵列各缝隙同相馈电，属于侧射阵；驻波阵列天线能工作的频率带宽很窄，阵元数越多，带宽越窄；驻波阵列中的每个缝隙中心均处于波导内电磁波的波腹处，对缝隙的激励最有效

2.行波阵

·要求

缝隙单元之间的距离不固定，不等于波导波长的一半，或大或小（对宽边横缝为小于波导波长）；需要在波导的末端接上匹配负载以消耗掉传输至终端的电磁能量。

·特点

波导缝隙行波阵列天线中每个缝隙之间相隔距离不等于半波导波长，在波导终端的负载，需要与波导特性阻抗相匹配；

波导内传输行波或近似行波，缝隙单元之间有固定馈电相位差，天线波束偏离阵列法向，偏离角度随工作频率改变；

波导缝隙行波阵列天线效率较驻波阵列低，因为输入功率的3%~10%会被终端负载吸收。

(四)宽边纵向缝隙阵列天线设计及模型下载链接

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天线与馈线匹配中的3种平衡变换

2023-01-17 08:13·Lcom诺通

天线的种类很多，其中一部分天线例如半波振子天线、折合振子天线，环形天线等属于平衡馈电，它们都有两个馈电点，它们都有个特点，两个馈电点的信号电压（或电流）的相位是互为反相的。本文将探讨天线与馈线匹配中的平衡与不平衡，以及造成的影响解析。

我们都知道，主馈连接一般使用同轴电缆，属于不平衡（不对称）馈线，其内导体是馈电点，而外导体是地线点，不参与馈电。所以就算天线的特性租抗与同轴电缆相同也不能直接连接，否则，会破坏天线的对称性，使天线两臂上的电流大小不等，这种不平衡性会改变天线的方向图，使之成为不对称的方向图，从而使馈线可能接收到各种干扰波和使馈线与天线失配。因此，在天线与同轴线连接时，不仅要考虑阻抗匹配而且还要进行平衡——不平衡变换。以下是三种常见的形式。

一、λ/4平衡变换器（λ是信号频率的波长）

λ/4平衡变换如图1所示，半波振子的输入阻抗是75欧的平衡负载，用75欧的同轴电缆与之配接虽然阻抗是匹配了，但平衡却不匹配，必须加入一个平衡变换器。

半波振子的一臂与主馈线外导体相连（图1中的A点），另一臂与λ/4导体上端和同轴电缆的内导体相连接（图1中的B点），λ/4导体的下端则通过短接金属环与主馈线的外导体相接（图1中的C点）。那么A→B点之间的距离为λ/2，所以，B点的信号送到A点时刚好反相，这样一来就把同轴线的不对称变为对称了。从A、B两点向短接金属环看进去是一段λ/4的短路线，其阻抗为无穷大，所以对阻抗匹配不会造成影响。

二、不对称U型环平衡变换

如图2所示，它由两段特性阻抗均为75欧的同轴线构成，其中一段为λ/4，另一段为3λ/4，两段同轴线的内导体分别与半波振子的两臂A、B相连，另一端与主馈电缆相连于C点，可见主馈线到振子两馈电点路径的波程相差为3λ/4-λ/4=λ/2，即两馈电点的信号电压大小相等，方向相反。因而保证了平衡馈电。

阻抗匹配：由于半波振子是平衡式的，每个馈电点对地阻抗为75/2=37.5欧，馈电点A通过λ/4的75欧电缆到C点的阻抗为：75平方/37.5=150欧，馈电点B通过3λ/4（λ/4的奇数倍）75欧电缆到C点的阻抗为：75平方/37.5=150欧，那么C点的合成阻抗为：150/2=75欧。显然和主馈电缆的阻抗是匹配的。

三、λ/2平衡变换器

λ/2平衡变换器又叫U型平衡变换器，如图3所示，折合半波振子天线（输入阻抗为300欧）与会75欧的同轴线连接时，二者阻抗不匹配，因此必须在它们之间加装U型平衡变换器。从图3可看出，馈电点A和B的对地阻抗为300/2=150欧，信号从主馈电缆传至A点分成两路，分别供给振子左右两边的负载。由于A、B两馈电点的波程差为λ/2。因此，A、B两馈电点的电源大小相等，方向相反，从而达到了平衡变换的目的。

再看阻抗方面，由于A、B两点的对地阻抗均为150欧，那么合成在一起后，A点的阻抗应为两馈电点的并联值即150/2=75欧，所以阻抗也是匹配的。

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