【摘 要】
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平面反射阵列天线是使用具有移相功能的贴片单元组成阵列,实现反射波束按要求偏转的天线阵,具有便于加工、低剖面、易共形的特点,被广泛应用于卫星通信、雷达探测、航空航天等领域。随着航空和电子技术的飞快发展,人们对反射阵列天线进一步提出了多功能、多波束、可重构等新的需求。因此,在平面反射阵列天线的研究基础上,积极开展波束可重构反射阵列天线的研究,对于满足现代无线通信系统的需求具有极其重要的意义。本文研究了
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平面反射阵列天线是使用具有移相功能的贴片单元组成阵列,实现反射波束按要求偏转的天线阵,具有便于加工、低剖面、易共形的特点,被广泛应用于卫星通信、雷达探测、航空航天等领域。随着航空和电子技术的飞快发展,人们对反射阵列天线进一步提出了多功能、多波束、可重构等新的需求。因此,在平面反射阵列天线的研究基础上,积极开展波束可重构反射阵列天线的研究,对于满足现代无线通信系统的需求具有极其重要的意义。本文研究了工作于Ku波段的平面反射阵列天线和基于PIN管的波束可重构双频反射阵列天线,主要开展了如下的工作:1、针对现代机载通信的需要,基于传统反射阵列天线中变尺寸单元实现相位补偿的工作原理,设计了一款工作于13 GHz的十字双方环单元,该单元具有结构简单、工作频带宽、相移范围大且相移曲线较为光滑的特点。使用该十字双方环单元设计了一款波束辐射方向为（30°,90°）的平面反射阵列天线,包含20×20共400个十字双方环单元。测试结果表明,所提出的平面反射阵列天线反射波束辐射方向与仿真结果较为吻合,具有较好的方向性,增益为22.98 dBi,半功率波束宽度为12.7°,旁瓣电平较低,验证了其在Ku波段具有良好的辐射性能。2、针对人们对反射阵列天线提出的多功能、多波束、可重构的需求,通过在反射阵单元上加载一个PIN二极管,得到了一款在3.82 GHz和4.52 GHz随着PIN二极管的导通和截止反射相位相差180°的反射阵单元。基于该反射阵单元,通过引入阵列编码原理,对补偿相位进行数字量化,提出了一款12×12波束可重构双频反射阵列天线。仿真和实测表明,反射阵列天线在3.82 GHz和4.52 GHz均可实现±45°波束扫描,实测3.82 GHz增益为10 dBi左右,4.52 GHz增益为13 dBi左右。
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