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用于一维波束扫描的相控发射阵列天线

DOI：10.1109/LAWP.2019.2891071 期刊：IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:22:29
摘要： 本文提出了一种工作于10 GHz、由相控阵天线（PAA）馈电用于一维（1-D）波束扫描的透射阵天线（TAA）。该TAA由两种单元构成：六边形亚波长低通单元和纯介质单元。PAA馈源采用加载短路负载单元的一维印刷偶极子阵列。所提出的PAA馈电TAA在馈电距离与TAA直径比（H/D）仅为0.375时，实现了0°扫描方向（对应峰值孔径效率57.5%）25.6 dBi的仿真峰值增益，±30°波束扫描时增益下降3.13 dB，并存在约2 dB的波束交叠区。实测结果与仿真结果吻合良好，验证了设计方案的有效性。
作者： Peng-Yu Feng，Shi-Wei Qu，Shiwen Yang
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

提出一种用于10GHz一维波束扫描的相控阵天线馈电透射阵列天线，旨在实现高增益、低剖面，并相较于传统方法提升扫描性能。

研究成果

所提出的PAA馈电TAA结构实现了小高径比条件下的有效一维波束扫描，具有较高的孔径效率（仿真值57.5%，宽边方向实测值44.6%），在±30°扫描角度下仿真增益下降3.13 dB，实测下降3.71 dB。该平面结构便于与电路集成，避免了复杂曲面焦弧设计。实测结果验证了仿真的正确性，但存在因加工和相位误差导致的偏差。

研究不足

具有较大Rhole值的纯介质TAA元件难以制造，导致孔径上出现空腔区域。制造和装配误差会造成仿真与实测结果之间的差异。扫描范围限制在±30度且存在增益下降，若要实现更宽扫描或减小下降幅度，则需要重新设计（例如采用双焦点设计），但会以牺牲孔径效率为代价。

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