P波段瞬态极化雷达收发天线阵列的设计

（3）阵元馈电幅度加权的选择

图6显示了均匀分布与泰勒分布的方向图的H面和E面的对比，相比均匀分布，泰勒分布的方向图增益有1.8dB的下降，H面的主瓣宽度增加1.8度，第一副瓣电平降低3.92dB；E面的主瓣宽度增加10.36度，但第一副瓣消失。泰勒分布实现了压低副瓣的效果，但是这样增加了功分器设计的复杂度。上文中阵列方向图的分析可知并不需要对输入各天线单元电流采用泰勒分布加权处理，当各单元使用等幅同相电流激励时即可满足本文天线阵列的指标要求。

图6  均匀分布和泰勒分布的方向图对比

3.2.3  功分器设计

各单元使用等幅同相激励时需要设计六等分的功分器，利用阻抗匹配理论，设计了如图7所示的功分器，输入端口的阻抗为，而各输出端口的阻抗为，因此需要长度均为的阻抗线变换进行匹配，其中为导波波长。

图7  功分器实物及其性能测试结果

实测结果表明：该功分器的驻波在420MHz～470MHz内小于1.3，各端口输出幅度与理论值基本吻合，符合使用要求。

4  天线阵列性能实测结果

图8给出了收发天线阵列实物图。图9是天线阵列驻波测试结果，图10是天线阵列的H面方向图测试结果。

图8  收发天线阵列以及运动平台实物

图9  天线阵列驻波实测结果

在420MHz～470MHz的频带内天线阵驻波小于2。满足设计要求。

图10  天线阵列H面方向图实测结果

组阵之后的方向图主波束较窄，频率在420MHz时，3dB宽度为24.19º，第一副瓣电平小于-15dB，背瓣小于-20dB；频率为445MHz时，3dB宽度继续变窄为22.98º，第一副瓣电平略有升高但小于-15dB，背瓣小于-20dB，频率在470MHz时，3dB宽度为22.08º，第一副瓣电平升高，不超过-15dB，背瓣上升但小于-20dB,天线在带内的方图一致性较好，已满足设计指标要求。

5  结论

本文采用八木天线作为天线阵单元，运用电磁仿真软件对收发天线阵列参数的选择进行了仿真分析，对各天线单元的激励功率实施特定的加权实现了窄波束、低副瓣天线阵列。实物测试的结果与仿真结果也取得了较好的一致性。