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基于基板集成波导的紧凑型波束扫描平板阵列

DOI：10.1109/TAP.2019.2943441 期刊：IEEE Transactions on Antennas and Propagation 出版年份：2019 更新时间：2025-09-19 17:13:59
摘要： 本文提出了一种基于基片集成波导（SIW）的高增益紧凑型波束扫描平面天线阵列。辐射单元为由SIW构成的连续横向枝节（CTS），这些单元在基片上排列成阵。分析表明，该SIW-CTS阵列相比传统金属平行板波导CTS阵列具有4dB的增益提升。研究还提出了一种由SIW喇叭和平面透镜组成的新型紧凑共用馈电网络理论方案：该平面透镜能将馈电探针与SIW喇叭产生的柱面波前转换为平面波前以馈入CTS阵列。通过泰勒分布的馈电电平设计，使阵列具备低副瓣特性和高增益。仅需沿焦平面线移动小型SIW喇叭即可实现阵列波束扫描。为验证设计，研制了8单元阵列并进行仿真与加工测试。实测结果显示：扫描范围达-35°至35°，最大增益20.6dBi，端射方向副瓣电平-25.2dB。
作者： Houtong Qiu，Xue-Xia Yang，Yingjie Yu，Tian Lou，Zhangfei Yin，Steven Gao
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研究概述 实验方案

研究目的

提出一种基于基片集成波导（SIW）的高增益紧凑型波束扫描平板天线阵列，并分析其与传统CTS阵列相比的性能。

研究成果

所提出的SIW-CTS阵列比金属平行波导CTS增益高出4dBi，仅需移动小型SIW喇叭即可实现波束扫描。在13GHz频率下，焦点处实测增益为20.6dBi，旁瓣电平为-25.2dB。波束可在-35°至35°范围内偏转，同时3dB增益逐渐降低。该设计适用于下一代卫星通信终端和移动地面站。

研究不足

仿真与实测结果之间的差异主要由实验过程引起，例如基板介电常数值不准确以及焊接SIW-喇叭同轴探头插入高度的误差。

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