一种新型U 频段圆极化介质棒天线

高 初，赖清华，陈 明

(中国电子科技集团公司第三十八研究所，合肥 230088)

0 引言

毫米波成像系统可以获取目标的辐射分布差异特性并产生图像，从而推测对应目标的形状、体积、距离和材料等特性。相关技术在军事领域有侦察、制导、反隐身、探测等应用，在民用领域则有公共安全、医学、遥感等应用［1-2］。从分辨率和溢出损耗两个方面综合考虑，天线应当具有小截面和高增益的特性［3］。因此，靠轴向尺寸而不是截面尺寸获取高增益的介质棒天线受到了研究人员的高度重视。

介质棒天线是一种表面波端射天线，通过合理的设计，可实现窄波束和高增益。该类型的天线还有阵元间互耦弱和宽频带内具有较低的反射损耗、较低的副瓣、较低的交叉极化电平等特点，与喇叭等馈源天线相比可以更小的溢出损耗实现对透镜或者反射面天线的照射。从加工的角度考虑，介质棒电磁性能对几何尺寸变化不敏感，对加工精度要求不高［4］。

现有的圆波导圆极化器主要有两种设计方法:一是在圆波导中插入介质片［5］，二是在圆波导壁上开凹槽或加销钉［6-7］，二者的圆极化性能接近。但是，U波段天线各组成部分的尺寸很小，对加工误差比低频段敏感。考虑到波导机械加工易于保证相关尺寸的精度，且不易变形，在该频段选择圆波导壁上开凹槽形式的圆极化段。

本文设计了一种U波段圆极化介质棒天线。整个天线由同轴矩形波导变换段、矩圆波导变换段、凹槽形式的圆波导极化段和圆形锥削介质棒组成。……