一种超宽带相控阵天线单元设计

doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.09.013

计算机与现代化

一种超宽带相控阵天线单元设计

（1.中国科学院大学，北京100049；2.中国科学院电子学研究所，北京100190）

收稿日期:2019-03-04 出版日期:2019-09-23 发布日期:2019-09-23
作者简介:侯建春（1994-），女，山东枣庄人，硕士研究生，研究方向：超宽带相控阵天线，E-mail: 652737764@qq.com；赵凤军（1963-），男，研究员，博士生导师，研究方向：雷达系统和射频微波技术；吴亮（1989-），男，助理研究员，硕士，研究方向：相控阵天线；袁诚（1994-），男，江苏盐城人，硕士研究生，研究方向：反射面天线设计。
基金资助:
国家重点研发计划项目（2017YFB0502700）

An Element of UWB Phased Array Antenna

(1. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China;
2. Institute of Electronics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China)

Received:2019-03-04 Online:2019-09-23 Published:2019-09-23

摘要/Abstract

摘要： 为了提高相控阵天线的超宽带和宽角扫描性能，提出一种新型全金属Vivaldi天线阵元。利用仿真软件CST对Vivaldi天线阵元建立模型、仿真与优化，最终该天线在2~18 GHz的频段内，其VSWR≤2，具备超宽带特性；针对扫描盲区的问题，提出下宽上窄的创新型侧面结构，优化电流路径，消除扫描盲区，最终可实现全频带范围内±45°的宽角扫描特性。仿真结果表明，该天线具有超宽带、宽角扫描的特性，可以满足作为超宽带宽角扫描相控阵天线单元的要求。

关键词: 超宽带, 宽角扫描, 相控阵, Vivaldi天线

Abstract: To improve the ultra-wideband and wide-angle scanning performance of phased array antennas, an all-metal Vivaldi antenna element with ultra-wideband characteristics is designed. The model of the Vivaldi antenna is built and its size is optimized with the simulation software CST. Finally, the VSWR is less than 2 in the bandwidth from 2 to 18 GHz. To solve the problem of scan blindness, an innovative structure with a thicker bottom is proposed, which changes the current path and eliminates the scan blindness, thus achieving a wide scanning angle of ±45° in the whole bandwidth. The results indicate that the antenna has ultra-wideband characteristics and wide scanning angle. So it can be applied as UWB phased array antenna element.

Key words: ultra-wideband, wide-angle scanning, phased array antenna, Vivaldi antenna

中图分类号:

TN957.2

侯建春1,2,赵凤军2,吴亮2,袁诚1,2. 一种超宽带相控阵天线单元设计[J]. 计算机与现代化, doi: 10.3969/j.issn.1006-2475.2019.09.013.

HOU Jian-chun1,2， ZHAO Feng-jun2， WU Liang2， YUAN Cheng1,2. An Element of UWB Phased Array Antenna[J]. Computer and Modernization, doi: 10.3969/j.issn.1006-2475.2019.09.013.

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