可用于密集端口馈电的GCPW馈电网络#王任，王秉中，丁霄**（电子科技大学应用物理研究所，成都，610054）5101520摘要：设计了可用于密集端口馈电的接地共面波导（GCPW）馈电网络。该密集端口馈电网络由8根GCPW馈线组成，输出端口的间距约为波长/40。其设计工作频段为2.2G-2.8G，在工作频段内每根馈线的传输系数均大于-0.06dB，反射系数均小于-20dB。该馈电网络具有很好的传输性能，可以用于密集端口天线阵列的集成化馈电。关键词：馈电网络；接地共面波导；密集端口中图分类号：TN822AGCPWFeedingNetworktoFeedDensePortsWANGRen,WANGBingzhong,DINGXiao(InstituteofAppliedPhysics,UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina,Chengdu,610054)Abstract:AGCPWfeedingnetworkwithdenseportsispresented.Thenetworkwithdenseportsiscomposedof8GCPWfeedinglines.Thedistanceofeachoutputportisaboutwavelength/40.Theworkingfrequencyofthenetworkpresentedis2.2G-2.8G,Transmissioncoefficientofeachlineisgreaterthan-0.06dBandreflectioncoefficientislessthan-20dBwithintheworkingfrequencyband.Thefeedingnetworkhasgoodtransmissionperformance,anditcanbeusedfortheantennaarraywithdenseports.Keywords:feedingnetwork;GCPW;denseports0引言随着天线小型化、密集化研究的深入发展，天线输入端口的间距变得越来越小。特别是近年来基于时间反演（简称TR）技术的亚波长天线阵列快速发展[1-6]，天线单元间距进一步缩小，这对可用于密集端口馈电的集成化馈电网络提出了新的要求。文献[1]和[5-6]提出了几种基于时间反演的亚波长天线及其阵列，其天线端口的间距已经达到/5-/30，但是这些文献均采用同轴线馈电，不利于天线与后端组件的集成化设计。为了便于具有密集端口的天线与射频组件的集成，本文设计了可用于密集端口馈电的接地共面波导(GroundedCoplanarWaveguide，简称GCPW)馈电网络。该密集端口馈电网络由8根GCPW馈线组成，输出端口的间距约为/40，馈线的布局和输入端口的距离可以根据需要确定。该密集端口馈电网络的设计工作频段为2.2G-2.8G，在工作频段内每根馈线均具有很好的传输性能，馈线之间具有良好的隔离，可以用于密集端口天线阵列的集成化馈电。基金项目：博士点基金（20100185110021,20120185130001）通信联系人：王秉中（1962-），男，教授，中国电子学会微波分会副主任委员。主要研究领域为计算电磁学、天线与传播、时间反演电磁学等.bzwang@uestc.edu.cn作者简介：王任（1990-），男，本科生，主要研究方向：天线理论与技术，时间反演电磁学.wangrenwayne@126.com-1-1密集端口馈电网络设计密集端口馈电网络的结构如图1所示。馈电网络印制在相对介电常数2.2、厚度1mm的介质基板上。介质基板的背面是GCPW馈电网络的地板，通过规律分布的接地金属通孔与介质基板正面金属板相连。该馈电网络由8根馈线组成，8个输入端口及与之相对应的输出端口位于介质基板的边沿，方便测试时连接SMA接头。值得说明的是，考虑到现有SMA接头的尺寸，所以将馈电网络的输入端口布置得比较分散，实际使用时馈电网络并不需要这么大的尺寸，只需将密集的输出端口引出即可与后端电路集成互联。图1馈电网络结构图Fig.1Structureofthefeedingnetwork馈电网络的具体尺寸如表1所示。馈电网络左右对称，相邻两个输出端口的间距约为/40，另外，由于GCPW馈电网络中不同馈线所处的周围环境不同，其中间导体和中间导体两侧的接地板之间的间隙也略有不同。连接接地板和地板的金属通孔规律排布，Y向间距和X向间距分别为d1和d2。表1Tab.1馈电网络尺寸表（单位：mm）DimensionsofthefeedingnetworkLs80Ws20a13a27a311a415g10.4g20.5g30.5g40.6d3d14d23d3102馈电网络性能分析将GCPW馈电网络的各输出端口接50Ω匹配负载，分别对输入端口馈电，各端口的反射和传输系数如图2所示。因为馈电网络左右对称，所以端口1、2、3、4和端口5、6、7、8的反射系数和传输系数对应相同。图2(a)为馈电网络的反射系数，由图可知，8个端口的反射系数在2.2G-2.8G内均小于-20dB。图2(b)为馈电网络的传输系数，其...