suizhewuxiantongxinheleidaxitongdebuduanfazhan，shidetongyipingtaidazaidexinxizixitongshumuzengjia，zuoweiwuxiantongxinxitongzhongxinxichurubirantongdaodetianxianeryan，qishuliangyexiangyingzengjia，zheyangfeichangbuliyuzonghexitongdejinyibufazhan，jiegoujincoudekezhonggoutianxianjuyougaishanzhezhongbulijumiandejudaqianli。lingwai
，xiangkongzhensuonengshixiandeboshudiansaomiaonenggoudadadetuozhanqiyingyongfanwei，muqiandianxingdexiangkongzhennengsaomiaodaodejiaodujinwei-45o 到+45 o
，綜zong合he分fen析xi，造zao成cheng相xiang控kong陣zhen的de這zhe種zhong小xiao角jiao度du掃sao描miao範fan圍wei主zhu要yao由you兩liang個ge因yin素su導dao致zhi
，其qi一yi是shi天tian線xian本ben身shen的de方fang向xiang圖tu特te性xing，其qi二er是shi互hu耦ou的de存cun在zai，因yin此ci
，如ru何he拓tuo展zhan相xiang控kong陣zhen的de掃sao描miao範fan圍wei成cheng為wei一yi個ge很hen熱re門men的de研yan究jiu熱re點dian。從cong某mou種zhong程cheng度du上shang而er言yan
，方fang向xiang圖tu可ke重zhong構gou天tian線xian的de提ti出chu能neng夠gou解jie決jue這zhe一yi問wen題ti。

 

benwentichuleyizhongshuangpinfangxiangtukezhonggoujiezhixiezhentianxian
，gaitianxianjuyoulianggexiezhenpinlv
，tongguokongzhianzhuangzaikuidianwangluoshangdesigekaiguan，keyidedao
，meigexiezhenpinlvduiyingsigebutongdefangxiangtu
，congershixianzhonggou;另ling外wai
，對dui於yu同tong一yi種zhong開kai關guan狀zhuang態tai而er言yan，兩liang個ge諧xie振zhen頻pin率lv所suo對dui應ying的de方fang向xiang圖tu相xiang互hu對dui稱cheng。本ben文wen也ye提ti出chu了le應ying用yong該gai重zhong構gou天tian線xian單dan元yuan組zu成cheng的de相xiang控kong陣zhen，該gai陣zhen列lie采cai用yong稀xi布bu陣zhen列lie的de組zu陣zhen方fang式shi。研yan究jiu結jie果guo表biao明ming

，相xiang對dui於yu傳chuan統tong相xiang控kong陣zhen而er言yan
，該gai相xiang控kong陣zhen具ju有you較jiao低di的de副fu瓣ban和he較jiao大da的de掃sao描miao範fan圍wei。

 

 

本文提出的可重構天線單元如圖1所示。

 

由一個挖掉內圓柱體的半球介質諧振器和底部的正交饋電網絡構成，采用中心同軸饋電。

(a) 三維圖

(b) 底麵圖

 

圖1  雙頻介質方向圖可重構天線

 

該介質諧振天線的相對介電常數為εr=6
，半徑為R=7.2mm,內部挖掉的圓柱的半徑和高度分別為r=6.6mm和3.5mm,四個半徑和長度分別為rpin=0.62mm和L=3.48mm金屬柱子分別固定在正交饋電網絡的末端上，正交饋電網絡的中心連接同軸探針，且每個臂上均加有一個開關
，分別定義為k1,k2,k3和k4。地板麵積為2.1λ0×2.1λ0，此處的λ0表示自由空間波長。

 

為了能夠更為精確地模擬實際開關，該研究使用了真實開關的等效集總參數模型值，根據MA4GP905二極管的詳細參數表我們可以查到，二極管導通時相當於一個Rload=3Ω的小電阻，斷開時相當於一個Cload=0.025pF的小電容。通過控製這些開關的導通與截止，可以得到四中不同的輻射方向圖。當k1導通，其他開關斷開時，定義為狀態I,依此類推
，可以得到狀態II,III和狀態VI。

 

 

該天線使用三維高頻電磁仿真軟件HFSS10.0進行仿真。狀態I和狀態II的仿真回波損耗如圖2所示。從圖中可以看出，該提出的天線工作在兩個頻率,分別為f=10.8GHz和f=13.5GHz。

圖2  回波損耗曲線

 

圖3和圖4分別給出了狀態I和狀態II在兩個諧振頻率的仿真E麵輻射方向圖。由輻射方向圖可以看出，通過對開關狀態的調節
，可以得到不同的輻射方向圖。由於對稱性，這裏就不給出狀態III和狀態VI的輻射方向圖了。

圖3  天線在f=10.8GHz狀態I和狀態II的仿真輻射方向圖

圖4  天線在f=13.5GHz狀態I和狀態II的仿真輻射方向圖

 

 

該陣列由上麵給出的可重構單元組成,為了避免柵瓣的出現和盡量減少天線單元之間的互耦，本文采用非均勻的布陣方式進行組陣
，也就是稀布陣排列[6-7]，三維結構如圖5所示。該陣列由12個單元組成(No.1~No.12)，沿x軸分布
，間隔分別為d1~d11,各個單元位置由下麵的公式可以計算出：

θ0代表陣列輻射方向圖的主瓣方向。我們假定每個可重構天線單元的狀態都一致，取狀態I。

圖6geichulegaixiangkongzhenqianliugejiliduankoudefangzhenhuibosunhaoheheqianqigetianxiandexianglindanyuandeouhexishuquxian。keyikanchu

，gegeduankoupipeilianghao
，qiehuousuizhejiangedezengdaerjiaoxiao。

由於輻射方向圖在同一開關狀態下的兩個諧振點的方向圖基本對稱
，這裏僅給出了該相控陣工作在狀態I且頻率為f=10.8GHz的輻射方向圖。從該方向圖可以看出
，該相控陣工作在狀態I且f=10.8GHz時能從-84o掃描到0o，根據對稱性，如果該天線工作在該狀態且f=13.5GHz時，則該相控陣能夠實現從0o掃描到84o。同理
，如果每個天線單元均取狀態II的話則在f=10.8GHz時能夠從0o掃描到84o，在f=13.5GHz時能夠從-84o掃描到0o
，也就是說，通過重構開關狀態或者變化工作頻率，該相控陣都能夠實現從-84o掃描到84o的掃描，相對於普通的相控陣而言，該陣列極大地拓展了掃描範圍。

圖7  該相控陣隨著主瓣方向變化的輻射方向圖

 

 

本ben文wen提ti出chu了le一yi種zhong雙shuang頻pin新xin型xing介jie質zhi諧xie振zhen方fang向xiang圖tu可ke重zhong構gou天tian線xian單dan元yuan，通tong過guo重zhong構gou天tian線xian饋kui電dian網wang絡luo上shang的de開kai關guan狀zhuang態tai，該gai天tian線xian能neng夠gou實shi現xian在zai每mei個ge諧xie振zhen頻pin點dian上shang能neng夠gou重zhong構gou四si個ge不bu同tong的de輻fu射she方fang向xiang圖tu。同tong時shi
，本ben文wen應ying用yong該gai天tian線xian單dan元yuan組zu成cheng了le性xing能neng優you良liang的de稀xi布bu相xiang控kong陣zhen，通tong過guo重zhong構gou開kai關guan狀zhuang態tai，該gai相xiang控kong陣zhen的deE麵方向圖的3dB波束帶寬基本能實現θ=-90o 到 90o的掃描。