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PAA_3

1年前浏览618
之前的文章“field of view”里有提到关于拓展雷达视角的方法。
本次更新一个雷达天线的设计实例。

如下图所示,确定实现天线角度偏转的方法,假设波束偏转角度θ,天线间距为d,则相邻天线的相位差φ=2πd(sinθ)/λ例如波束角度偏转30°,阵元间距为半波长,则相位差为0.5π(90°);

角度示意图

为压低旁瓣采取切比雪夫幅度分布,根据之前文章的功分器设计原理,要实现相应的功率分配,只需要对馈电端做阻抗匹配优化。详细的设计步骤可以参考文章“带功分器的阵列天线设计”。根据所需要的相位差以及功率分配比,在ADS中建立如下功分器模型。

ADS建模

生成的版图

生成的版图,端口位置从左到右依次为Port2,Port3和Port4,Port1为总的馈电端口。仿真优化阻抗通过调节微带线宽度,相位信息主要通过电长度调节。

幅度比

S参数

2T4R天线模型

TX的H_Plane

TX的E_Plane

带功分器的雷达天线板

两种天线的角度对比

红色曲线为波束正指向天线,蓝色曲线为波束偏转13°的天线H_Plane。


总结

1.根据天线偏转角度确定相位差,在馈电网络阻抗匹配良好的前提下,优化电长度,实现不同端口的相差输入。

2.仿真过程为说明设计思路,但此功器性能并不最优的,‍微带功分器本身的损耗使得整体天线的仿真增益掉了2dBi,另外旁瓣电平也有提升的空间,限于时间问题,有兴趣的伙伴可以自行仿真优化板材采用Rogers 3003,板材尺寸为50mm×35mm×0.127mm,采用梳状11阵元串馈阵天线,增益仿真值约为17dBi

3.以上仅供学习交流。

来源:雷达天线站
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首次发布时间:2023-06-06
最近编辑:1年前
雷达天线站
硕士 专注天线仿真和设计
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