由正六边形复合空馈子阵组成的高增益宽频带印刷天线阵
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4 馈电网络的设计
馈电网络含有6个Wilkinson功分器[(一个2:1功率分配，五个1:1等功率分配)。输入功率首先经过第一级功分器被等功率分配成两路相等的输出功率，其中一路直接馈给中间的子阵，而另一路在经过第二至第四级功分器后被均分成六份，分别馈给周边六个子阵。
通过在所需频带内的整体仿真的检验，各子阵输入端的电压比在0.488:1到0.357:1之间不等，与所要求比值的0.42:1存在为16.2%的幅度误差；并且各输入端的最大相位偏差为40.4o，基本实现了设计目标。
图4 馈电网络的仿真模型
5 仿真及测试结果
该天线的整体仿真/样品测试结果绘于图5和图6。图5中的公共频带BWcomm= 9.63/8.28 %内,电压驻波比≤2.0:1、增益跌落≤-3 dB、副瓣电平≤-15 dB；最高增益为Gpeak=22.87/22.51 dBi，对应了口径效率hpeak =37.7/34.7 %（详见表2）。图6示例10 GHz时一组典型的E面与H面波瓣图。以上结果证实了设计思路的合理性。
6 结论
本文设计的阵列天线可以同时获得高增益和宽频带，它包含7个按蜂窝形排列的正六边形CAFA子阵单元。从中间单元向周边单元的锥销幅度馈电减小了辐射波瓣图的副瓣电平，但付出了口径效率下降的代价。
图5 回波损失、增益及副瓣电平的频响曲线
表2 阵列天线原型的性能
性能 | 仿真 | 测试 |
Gpeak (dBi) | 22.87 (9.6 GHz) | 22.51 (9.7 GHz) |
hpeak (%) | 37.7 | 34.7 |
BWcomm (GHz) | 9.38~10.33 (9.63 %) | 9.49~10.31 (8.28 %) |
BWVSWR(GHz) | 9.33~10.42 | 8.99~11.53 |
BWGain (GHz) | 9.38~10.33 | 9.46~10.73 |
BWSLL (GHz) | 9.36~10.48 | 9.49~10.31 |
HPBW (°) | 8.1~8.5 | 8.4~8.8 |
SLL (dB) | -18 | -15 |
X-PL (dB) | / | - 30.0 dB |
* HPBW-半功率主瓣宽度；X-PL-主瓣内交叉极化电平 | ||
图6 10 GHz时典型平面的辐射波瓣图
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