双频段共口径天线技术研究(4)
贴片。通过多层堆叠结构分别实现对 C、L 波段馈电。这种结构下，带宽得到了拓宽，C 波
段天线性能较好，但是 L波段的增益影响较大。
2001年，W. Menzel 等人设计了工作在 900MHz 和60GHz 两个频段下工作的双频段共口
径天线[16]
。工作在900MHz 的微带贴片上有网格，而 60GHz 天线则通过此网格辐射。这种结
构非常新颖。
1.2.3 多频段有源相控阵共口径天线
2011年，中国电子科技集团公司 38所的李昂针对星载天线的需求，设计了一种用于Ka/
Ku 的 一文相控阵天线[17]
。Ku波段天线阵采用的十字微带馈电单元具有两阶零点滤波性能，
Ka 波段天线阵采用侧馈微带贴片天线单元，两种阵元天线形状互相配合，实现双共口径工
作。
在国外，2010年，韩国 ETRI的Young-Bae Jung等人针对地面动中通的需求设计了一款
双频段有源相控阵接收阵[12]
。X波段采用微带线馈电，Ku 波段采用缝隙耦合带状线馈电。滤的重量和尺寸减小了25%之多。
1.2.4 存在问题
由于运载能力及卫星平台的限制，星载雷达或通信系统通常要求天线具有效率高、重量
轻等特点，尤其是对天线辐射效率和口径面积限制的要求较为苛刻。
将阵元天线或馈源天线这样的单元天线设计成多频段天线，是实现多频段共口径天线的
一个途径。对于星载反射式天线来说，除了馈源设计成多频段的外，还可以将反射面天线设
计成多频段的。另外，将不同尺寸的阵元相互交错地排布在同一个天线口面上是实现天线多
频段共口径的另一条途径。
目前，国内外在多频段有源相控阵共口径天线方面的研究还不成熟，特别是靠得很近的
天线单元形式、天线单元间互耦等问题还有待进一步研究。而且，目前研究的双频段单元天
线多数用作反射式天线的馈源，尺寸比较大，能直接用于有源相控阵作馈源的反射面天线系
统。而对于直接平面阵有源相控阵天线来说，由于阵元间距通常要求在半波长左右，所以，
双频带单元天线如何实现小型化和高效率、如何减小天线之间的互耦，仍然是一个需要研究
的问题。
1.3 本文的主要工作
本文围绕星载SAR 天线的需求，开展了对双频段双极化共口径天线的研究，完成了一种双频段双极化穿孔微带天线阵的设计与仿真。本文的主要工作内容如下：
第一章，介绍了星载 SAR 系统和星载 SAR 天线的发展和应用，重点介绍了双频段双极化共口径微带天线的意义、应用前景和国内外研究情况。
第二章，本章主要给出了本文中天线阵的整体方案设计。在天线性能指标要求给定的情况下，提出了天线阵的整体和部分模型，以及如此设计的原因和意义。
第三章，介绍了本文天线设计的单元天线部分。本章不仅介绍了设计的原理，还给出了每个频段单元天线的结构和仿真结果，提出了优化措施。
第四章，介绍了天线阵的馈电网络。首先对微带天线的馈电形式提出了详细的分析和比较，其次对每个频段的馈电网络分别进行了介绍。指出了两个频段馈电网络设计的难点以及优点。
第五章，本章给出了天线阵的最终仿真优化结果，介绍了后续工作。