图1.7 子阵中心频点仿真方向图
2. 圆极化设计
为了获取圆极化波[5]，必须具备三个条件，即1.空间具备两个正交矢量场；2.两个矢量场幅度相等；3.两个矢量场相差为90°。本设计中采用多元法技术来实现圆极化。
如图2.1（a）所示，圆极化天线有上下两层结构组成，上下两层天线子阵结构相同，正交固定于反射板上，从而实现辐射两个正交矢量场；如图2.1（b）所示，上下两层子阵通过电缆与一个1分2等副同相功分器相连，实现两个正交矢量场幅度相等；上下两层子阵间距D1 = 10mm，由此引起下层子阵辐射的电磁波相对上层子阵辐射的电磁波相差θ1（在自由空间的中心频点）。
连接下层子阵的电缆与连接上层子阵的电缆的相差64°，因此，下层子阵矢量场与上层子阵矢量场相差90°，最终实现天线阵左旋圆极化的目的。
图2.1 天线阵结构示意图（a图隐藏反射板裙边）
图2.2给出了天线阵工作带宽内的轴比方向图仿真结果，表明主波束轴比小于3dB。
图2.2 圆极化天线子阵各频点轴比方向图
3. 加工与实测结果
根据仿真优化得到的尺寸，设计加工了一套样机，如图4.1所示。安装时要严格保证上下层板对应振子正交，否则影响天线的圆极化性能。天线子阵介质板与金属反射板上均开有通孔，不仅对天线电性能影响甚小，而且满足天线户外作业透风需要。
图3.1 天线阵实物图
对整个天线性能进行了验证测试。图4.2给出了天线阵总口实测驻波比曲线，在工作带宽内，天线阵驻波小于1.6，满足使用要求。
图3.2 天线阵实测驻波曲线
图3.3给出了天线中频方向图，其两维3dB波束宽度为θ方位 × θ俯仰 = 8.5°×8.2°，其增益为20.8dB。
图3.3 天线阵实测两维方向图
图3.4给出了天线轴比的测试结果，在主波束范围内，轴比均小于3dB。
