王 鼎，鄭秋容，李艷華

（空軍工程大學(xué) 信息與導(dǎo)航學(xué)院，陜西 西安 710043）

1 折疊結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與仿真

使用波狀結(jié)構(gòu)的LPDA尺寸已經(jīng)得到大幅減小，本文的研究?jī)?nèi)容是在此基礎(chǔ)上探討能否進(jìn)一步壓縮LPDA尺寸，同時(shí)分析引入新的彎折方式對(duì)性能帶來(lái)的影響。同波狀結(jié)構(gòu)一樣，只對(duì)后9組單元進(jìn)行彎折。為了更加準(zhǔn)確地比較不同結(jié)構(gòu)帶來(lái)的影響，模型仍選用FR-4板材，振子的長(zhǎng)度和波狀結(jié)構(gòu)保持一致，饋線寬度、長(zhǎng)度不變。通過(guò)軟件仿真后，基板的尺寸為380 mm×680 mm×3 mm[1]。

2 3種結(jié)構(gòu)的性能對(duì)比

這個(gè)模型中，尺寸同樣大幅度縮減，基板的一條邊長(zhǎng)縮小到380 mm，僅是傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)LPDA的21%，是波狀結(jié)構(gòu)LPDA尺寸的90%。具體尺寸參數(shù)[2]如表1所示。

利用軟件HFSS對(duì)模型進(jìn)行求解得到三者的回波損耗，如圖1所示。

圖1 3種結(jié)構(gòu)的回波損耗

從圖1不難看出，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的回波損耗明顯優(yōu)于折疊結(jié)構(gòu)和波狀結(jié)構(gòu)。但是引入折疊結(jié)構(gòu)對(duì)波狀結(jié)構(gòu)的性能改善明顯。

運(yùn)用Origin軟件對(duì)E面和H面的增益方向圖進(jìn)行對(duì)比。由于篇幅限制，這里只展示中心頻率700 MHz時(shí)的E面和H面的方向圖，如圖2所示。

表1 傳統(tǒng)、波狀和折疊結(jié)構(gòu)LPDA基板尺寸表

圖2 f=700 MHz時(shí)的E面和H面的增益方向圖

匯總上述3種頻率下的仿真結(jié)果，得到3種結(jié)構(gòu)下最大增益如表2所示。

表2 三種結(jié)構(gòu)LPDA在不同頻率下的最大增益

3 折疊結(jié)構(gòu)LPDA的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

根據(jù)仿真結(jié)果制作了相應(yīng)的實(shí)物模型。由于理想仿真狀態(tài)下的結(jié)果和實(shí)際情況存在一定的偏差，在天線調(diào)試過(guò)程中，對(duì)效果不好的振子貼了小貼片，以減弱回波損耗，得到的測(cè)試結(jié)果如圖3所示。

圖3 折疊結(jié)構(gòu)LPDA的實(shí)驗(yàn)結(jié)果

可以看出，回波損耗的變化曲線走向基本吻合圖1的仿真結(jié)果，驗(yàn)證了折疊結(jié)構(gòu)LPDA實(shí)要優(yōu)于波狀結(jié)構(gòu)。