一种高隔离度、宽带增益K波段收发阵列天线设计

摘要

微带梳状天线的辐射单元通常以平行微带形式排列,因其单元间距固定且尺寸较小,易用于大规模阵列设计,但梳状阵列的带宽常受限于微带线谐振特性,线性排列单元间易产生较高的交叉极化电平.微带栅格阵列天线通过对称型单元排布和耦合设计,能够实现更平坦的增益、更宽的阻抗带宽.此外,通过优化单元布局和馈电网络,可以有效抑制旁瓣、改善极化纯度并降低传输损耗.本文提出了一种K波段阵列天线,集成串馈接收天线与串并馈发射天线于一体,使用介电常数ε_r=2.2的RO5880材料作为介质基板,采用切比雪夫分布对各单元进行非均匀激励以设计低旁瓣电平.天线测试结果表明:在23.0～24.3 GHz频段内天线整体增益达23.4 dBi,阵列3 dB增益带宽覆盖23.02～24.08 GHz,阵列间隔离度在工作频段内低于–46 dB,在中心频率23.5 GHz处, E面和H面的副瓣电平均低于–15 dB,该天线满足车载雷达、短距离高速率通信和5G基站等密集场景需求.

关键词

K波段 / 微带栅格天线 / 增益平坦性 / 隔离度 / 低副瓣