7.5.7 微带阵面设计（2）在线视频

这个2×2的子阵确定之后呢

下面我们就要进行整个阵面的一个设计

这时候其实我们子阵的权值和间距的确定

就变得很重要

这时候间距当然要考虑这个

馈线的问题

馈线是不是能放得下

馈电网络能不能好走

另外一个呢

就这个间距当然对我的这个

增益的3dB波瓣宽度都有要求

是吧

那我们这里呢

就是之前还是按照0.7的这个

间距来进行布阵

另外的这个

可能我们编了个程序

来进行程序的权值的优化设计

采用泰勒权值方式

满足这个和波束的副瓣要求的时候

得到了一组的权值

实际上为什么是四个呀

因为我们是16个单元这一维

而且是以2×2的怎么样

为子阵

那一侧对称的优势

一侧的怎么样

就是你八个权值但实际上它是对称的

然后一侧只有四个权值

来得到这一组权值

D1 D2 D3 D4

四个权值

这当然实际是对称的

那这个时候如果你

D1 D2 D3 D4

然后5678那是对称的

这时候呢实际上它这是不同的

那我

为了分配它的权值要怎么样

我要做不同的不等功分器

这个C1:C2就是下一级的

C1的

再往上一级要怎么样

要根据C1 C2的这个

出来的它们的总比

C1 C2 C3 C4 总比

出来B1的

这层的

最高层的这一层

当然就是我的魔T出来的

相当于是把一分二的这么一个

那个是一分二的一个级别

一层层下来

那我之前要把各种不同的功分器设计好

是吧

这里根据我这个因为都是一分二的功分器了

我根据功分器的这个特点

我每个都做了很多的设计

一个是T形的

正T形的这么一个功分器

一分二的这么一个功分器

另外就是在我这个

2×2的馈电网络里

还有一个专门的一个什么

斜的一分二的一个功分器

这个问题设计就很简单了是吧

这个

像正T形这个100欧姆线

然后这两个也是100欧姆

是100欧姆并联

那在这个节点处怎么样

两个端口在这50欧姆

100欧姆 50欧姆匹配怎么样

四分之一的串联支线

一个七十几欧姆的一个串联支线

七十几欧姆的一个串联支线

好

那斜的这个呢

它会不会有问题

斜的那个你要是认真仿真也会出现问题

它原理都是一样

都是T形功分器

但实际上怎么样

它的相位

右侧和左侧稍微有差别

可以想象

我电磁波走过来之后怎么样

其实还没到这个尖点处是吧

就先过来了

所以这面相位稍微的超前

这边有点滞后

而且这个地方的不连接性

造成一分二的时候可能也不太相同

这时候你要进行优化

那么幅度相同 相位也要相同

或者是相位已知它差多少

那么这个地方它会带来相位的不平衡

还有一个呢

就是大功分比的这个

一分二的功分器

这里呢

就是利用了多节的串联支线的这么一个技术

多节的串联支线的技术

感兴趣的同学啊

你可以自己

翻咱们学校的这个硕士的论文

多年前呢

有个

吕世东同学

我鼠标写的这个

吕世东

你翻他的硕士论文

他的里面的对这个大功分比的不同功分器呢

有个比较详细的一个介绍

那这种功分器

真正带来的还有一个问题是什么呢

就是我们发现

当时做这个东西的一个细节就是说

当你100欧姆线 细线是吧

粗的线

这个呢

这些线

不同的

阻抗线

走相同的物理距离的时候

它们的相移是不一样的

它微小的这个相移的不同

那都会造成什么呀

如果我们都当这个比如说走这么长

到中间

从这儿走到这么长

都是等长的时候你认为相位相同

实际上这跟

我们实际的是不符的

不符的怎么样

这样的这个相位

实际上是相位差的

它会带来相位差

不同长度的这个

不同阻抗

微带线它会带来相差

走相同几何长度

它相移不同

它相移不同

这个呢

Ok那下面呢

我们对这个不等功分器

它层层的不等功分器

这个加权的不等功分器

它会带来相位的误差的积累

我们把这个相位的误差的积累

就是一层一层的建立这么一个数学模型是吧

每层比如说C1第一级的不等功分器

带来的相位的量测的误差的积累

一层层的

再到B级A级的一层层的积累

我们把它进行一个计算

这里当然是首先是假设啊

就是每一个T 型的功分器

都放在了几何的布置的时候

单元间的几何中心的时候

单元间的几何中心的时候

这时候我们发现

最大的这个相位的

误差的积累接近小30度20几度

我通过Ruze原理

怎么样

Ruze原理的话

如果二十几度相当于这个

就算是20度的话也是1/18

对不对

跟360°比的话

那实际上这个数就变得非常的可观

是吧

我们Ruze原理的话

1/30的波长怎么样

都已经是怎么样会造成

0.8dB的损耗

是吧

这个阵面的损耗那这时候呢

你二十几个度的话

我们认为基本是不可以容忍的

所以说我们发现这个问题之后

就将这个T 形功分器的位置

相对来说是怎么样里外里头进行了调节是吧

你发现两个相位差多少

那你相应的调节一点

是吧

左右的几何位置进行换动

这时候了我们通过最后的这个的结果

可以看到我们可以把这个最大的

两个相位的控制在10度以内

10度以内

这时候呢

实际上你怎么样

就已经把它缩小到什么

1/30波长以内了是吧

你本来正面的不平度也是在这个量级

所以说也只是什么相同数量的误差

相同数量级的误差在一起

是吧

大家基本都是在30个波长以内

1/30个波长以内

所以我之前的那个

按Ruze原理计算

那个也没有把它

更高的来计算算到里面去

就是有额外的损耗没有把它算进去

其实它是应该也算到Ruze原理的

好

那有了这个不等功分器的这个设计

我们把这个Designer就形成了

不等功分器的这个版图

不等功分器的版图

可以看到这面波导到

微带的一个转换器

是吧

过来

然后一分二

一直到最后

是吧当然这个时候馈电网络

还是一个等功分的

等幅同相的这个馈电网络

等幅同相的这个馈电网络

它不影响不等功分器的

累积的误差这个计算

而且这里还说的一点的

就是我的主线的时候

主线采用这个主线是50欧姆的主线

因为这个100欧姆线

这里面都是100欧姆的

细线是100欧姆主线

但是50欧姆的主线还是比

100欧姆主线的这个插入损耗要小

那在这个最长的这两跟线上

所以它就是50欧姆的线馈电

50欧姆的线来馈电

但是后面这个里面都是

因为涉及到不等功分器的那个设计里面

你这个阻抗如果设置的太低的话

就很麻烦

这个主线阻抗太低也很麻烦

好

当然这里还涉及到这个波导到

这个微带探针的这么一个仿真的一个设计

这个其实波导同轴转换大家都很熟悉

是吧

类似的一个原理

微带探针进来之后

然后这个反射的背腔

反射背腔呢

是什么1/4的λg

约等于1/4λg

是吧

稍微短一点点的这么一个盖

开盖的这么一个背腔

设计的时候效率还是比较高

这个插损可以控制在0.3左右

而且它相位的这个的一致性也很好

整体的一致性都很好

所以我可以用一对

好

这是我加上这个等幅同相的时候

加上单元的这个Designer版图啊

但是最终的版图没有用这个

最终的版图是用的旋转馈电

Ok

好

这个待会我可以对整个阵面的增益呢

都进行了核算

然后整个都进行了核算

当然最终呢

这个全做完了之后

是吧

所有的器件都来了

我要进行什么 先组装

是吧

调试这个驻波都OK了之后

怎么样再进行测试是吧

主波之后再进行方向图的测试

看一下这个测试的结果啊

和口驻波和差口驻波

这个当然你最终是

从这个魔T这个波导口出来的

可以看到了整个带内

我要的这个带内这个和口驻波

都是好于1.6的

差口驻波都是好于1.5的

这个性能还是不错的

在雷达来说这个

驻波在1.5附近就算挺好的

可以接受

这个是这个和差口的测量的方向图

其中这个中心频率的

这个方向图上可以看到怎么样

这个实线是和方向图

这个虚线是差方向图

当然我们这里没有过多的介绍差波束

没过多的介绍差波束

这时候看到和差波束

尤其是差波束双峰不平度

还是控制在1dB以内的

然后差波束实测的这个零深

还是好于25dB的

是吧

要的是20dB是吧

然后好于25dB接近快接近

还是下来之后应该是26~27dB的样子

26~27dB还是有的

差波束零深

当然这个不同频率的

也可以看到

不同频率还是可以的

整体的这个和差波束

这个性能还是达到了我们的要求

差波束最高的值差不多

是低于和波束3dB左右

整体和差波束的效率都是不错的

下面我们看一下这个

其他的测试结果

这轴比的测试结果

因为旋转馈电本身

它这个轴比性能比较好

可以看到轴比整体的

在一定角度范围内都是小于2的

小于2dB的

从增益的下面这个表格可以看到

我这个整体的这个增益

在中心频率的时候达到24.3dB

这跟我们那个估值的时候

还是比较接近

估值24.5是吧

然后在低频的时候呢

咱们稍微高一点24.27是吧

这个也不错

但是在高频的时候

出现了一个下降是吧

在这个23.9左右

这个实际上大家如果想当然的认为

你高频的时候口径更大了

口径更大了的应该是增益上去

但实际上我们说对于高频来说

单元布阵怎么样

间距也是大于0.75了

对吧

所以说它怎么样

它的损耗和高频的各种损耗也会差一些

另外就是可能我刚才之前的

一些器件对高频也可能稍微的差一点点所以高频的增益

略低于中心频率和低频的增益

大概低了这个0.3dB左右

但是这个比我们要求的

技术指标还是要高的

而且这个总的来说

这个

两个端口和差的这个波束端口

这个驻波都在1.6以下

增益整体都好像是23.5dB是吧

轴比小于2这也要求了

而这个双峰不平度了

刚才也看了小于1dB的

零深都是好于25dB的

零深都是好于25dB的

这个近角的副瓣电平H面小于-18dB的

这也达到了我们的要求

使用的要求

好

整个的这个这讲的就讲到这里

好

谢谢大家