相控阵天线碗状变形对其辐射性能的影响分析

作     者：胡祥涛 谢安祥 HU Xiangtao;XIE Anxiang

作者机构：安徽大学电气工程与自动化学院安徽合肥230601 

出 版 物：《电子机械工程》 (Electro-Mechanical Engineering)

年 卷 期：2024年第40卷第2期

页      面：59-64页

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52175210) 

主　　题：相控阵天线 HFSS 有源阵元方向图 增益 机电耦合 

摘      要：如何快速而准确地评估天线阵面结构变形对电性能的影响是工程上亟需解决的关键问题。文中根据某大型相控阵天线设计了3种规格的阵列天线,按照典型的天线阵面碗状变形,分别采用HFSS数值计算方法和有源阵元方向图(Active Element Pattern, AEP)计算方法计算阵元Z向误差和指向误差对电性能的影响。结果表明:当Z向偏差小于λ/20(λ为波长)时,碗状变形对副瓣电平和波束宽度的影响显著,对增益影响较小;当Z向偏差增大到λ/20时,天线增益明显恶化;随着阵元规模的增大,得益于阵元互耦效应,碗状变形对电性能的影响减弱。AEP计算方法忽略了阵元方向图的差异性及互耦效应,导致其计算精度不如HFSS数值计算方法的计算精度高,特别是副瓣计算结果差异明显。该研究可为相控阵天线结构设计参数的确定提供指导。