高功率微波径向线连续横向枝节阵列天线设计

发布时间：2024-03-09 15:42

　　为了实现Ku波段高功率微波的定向发射,研究并设计了新型高功率径向线连续横向枝节阵列天线。该天线采用圆极化同轴TE₁₁模式进行馈电,经双层径向线波导传输后,通过连续横向枝节单元向外辐射。天线工作在驻波模式,相邻两圈缝隙的径向间距为一个波导波长,在上层径向线末端放置短路金属杆,金属杆表面到最内侧缝隙的径向间距为半个波导波长,整个天线具有较高的增益和功率容量。仿真研究了一个工作在14.25 GHz的天线,天线的高度为80 mm,半径为285 mm。仿真结果表明:该天线具有35.3 dBi的增益和47%的口径效率,反射系数小于-25 dB,辐射效率超过99.0%,同时具有吉瓦级的功率容量。

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【部分图文】：

图10缝隙处电场

图9天线的切面电场4结论

图1天线结构视图

高功率微波CTS阵列天线的具体结构如图1所示。天线采用双层径向线波导馈电,在上层径向线波导的外侧,同心排布着若干圈CTS辐射单元,相邻辐射单元的径向间距为一个波导波长。在上层径向线波导的末端有一个短路金属杆,金属杆表面到最里圈缝隙中心的径向距离为半个波导波长,因此该天线工作在驻波....

图2辐射单元结构视图

CTS辐射单元是天线的关键部件,它的结构如图2所示。该单元由三层台阶构成,枝节的总高度为h,单层台阶的高度为h/3,各层台阶的宽度如图2所示。为了将相邻两圈枝节连在一起,在最底层的圆环状缝隙内加入了一些小的金属片,因此圆环状缝隙被分割成若干个胶囊状缝隙,分割后胶囊状缝隙的宽度为w....

图4圆柱坐标系

其中:Hn(1)(kρ)为第一阶Hankel函数,代表内行柱面波;Hn(2)(kρ)为第二阶Hankel函数,代表外行柱面波。当天线工作在驻波状态时,由于经过不同柱面的能量相同,因此有:

本文编号：3923571