W波段双极化透镜天线

取透镜最低点到喇叭口的距离为变量h，其归一化方向图随变量h的变化如图5所示。当h从9.2mm至12mm变化时，半功率波瓣宽度实现了从8°至12°的变化，变化趋势如图6所示。参数h在特定的区间变化时，半功率波瓣宽度随h的变化曲线近似满足双曲线函数，这将在下一步的研究中进一步的分析验证。

图5、归一化右旋圆极化方向图

图6、半功率波瓣宽度随变量h的变化曲线

加载透镜后天线的左旋圆极化和右旋圆极化的轴比如图7(a)(b)所示，天线在较宽的θ角度范围内都有良好的轴比特性，透镜对轴比影响较小。

(a)左旋圆极化轴比

(b)右旋圆极化轴比

图7、轴比特性

S₁₁参数如图8所示，可以看出，在f0±3GHz这一较宽的频段内S₁₁均在-17.5dB以下，透镜与喇叭天线具有良好的匹配特性。

图8、S₁₁参数曲线

四、结论

本文主要基于光学原理，设计提出了一种3mm聚焦透镜喇叭天线，在对喇叭天线结构本身有固定要求的情况下，综合考虑结构和性能等因素，实现了天线高增益、低副瓣的特点。同时，仅通过改变透镜距馈源天线的距离实现了天线半功率波瓣宽度从8°至12°的变化。HFSS仿真结果与理论吻合良好，符合工程需求，且实用性较大。

作者：陆相成，北京理工大学

参考文献

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本文刊登于MWRF旗下《微波射频技术》杂志 2017微波技术专刊，未经允许谢绝转载。