基于超材料的椭圆波束馈源技术研究

来源：计算机测量与控制杂志2018年第3期北京时间：

作者：刘磊,何应然,张文静

单位：中国电子科技集团第五十四研究所

摘要：针对传统工程用椭圆波束馈源带宽窄、加工难度大等问题，设计了一种新型的椭圆波束馈源，即在角锥喇叭内壁加载超材料层，使得馈源在水平极化和垂直极化两个极化辐射相同椭圆外形的波束。根据阻抗匹配原理，当电磁波水平极化和垂直极化入射时波阻抗的乘积与真空中波阻抗乘积相等时，超材料单元的性能达到最优，将优化后的超材料单元周期排布为超材料层加载到喇叭内壁，即可形成椭圆波束馈源。在Grasp软件中仿真计算了该馈源作为前馈馈源和后馈馈源使用时，反射面天线的电气性能。仿真结果表明：在工作频带10.95GHz-14.5GHz内，基于超材料的椭圆波束馈源实现了良好的极化波束等化，波束宽度比在0.9-1.14之间，驻波小于1.55。前馈照射反射面时，天线效率在65%-75%之间，交叉极化电平低于-30dB；后馈照射反射面时，天线效率在61%-72%之间，交叉极化电平低于-30dB，验证了馈源设计的可行性。

关键词：椭圆波束;馈源;超材料;波束等化