为了提高增益，一种方法是将单元组成阵列，但这需要复杂的馈电网络，且单元间的互耦会降低阵列的整体性能，从而增加了设计的复杂度；另一种方法是在天线前方附加具有部分反射（部分透射）性能的盖板，它与接地板构成一个Fabry 2 Perot（F 2 P）谐振器天线结构，如所示，此法设计简单，不需要复杂的馈电网络，可以实现较高的口径辐射效率，明显提高了天线的增益，但会增大天线结构的体积，减小增益的频带宽度。F 2 P谐振器天线（）结构的工作原理是：由简单辐射器产生的电磁波在2块平行板之间往返反射与透射，当2块板的间距符合谐振条件时，每次透射出去的电磁波在主向上能接近同相叠加，从而提高增益、锐化波束宽度，起到类似聚焦透镜的作用。
优先选用单层单贴片的微带辐射器结构，以符合天线的低轮廓要求。为了实现辐射器的宽频带特性，选用所示同轴馈电的U形缝隙矩形贴片辐射器，在考虑盖板影响的条件下重新优选其各项尺寸。该辐射器的半功率波瓣宽度比普通的贴片天线窄，有利于提高天线的增益。辐射的是线极化波，面包含贴片的对称线和法线，面则垂直于对称线。
由于该天线系统的增益频带要比阻抗频带窄得多，而且后者并不完全包含前者，只有两者的共有部分才是实用频带，因此，为了得到较宽的实用频带，除了*大限度地增宽阻抗频带和增益频带外，还应该使它们尽量包容以增宽共有带域。由于FSS盖板会使原孤立辐射器的阻抗频带发生偏移（若在辐射器周围环绕着人工磁导体（AM C）的表面结构，则阻抗频带的偏移会更大），因此不能直接利用文献中宽频带U形缝隙贴片孤立天线的结构数据，而需将其置于F 2 P谐振器天线结构中进行整体分析和优选。F 2 P谐振器天线的盖板可以选用钻孔介质电磁带隙（EBG）结构或贴片式FSS结构，考虑到前者的频带较宽，但增益逊于后者，尤其是较厚而重的结构，以及加工和成本的因素，所以一般采用由相同尺寸方形贴片的FSS盖板与同轴馈电的U形缝隙矩形贴片辐射器组成的F 2 P谐振器天。
对其结构参数进行扫描，所得优选结构的天线性能列于。沿一维渐变尺寸方形贴片的FSS盖板，其贴片在相同列上尺寸相同，不同列的贴片尺寸沿着盖板的列中心线向两边递减；沿二维渐变尺寸方形贴片的FSS盖板，其贴片尺寸以*中间6个贴片为中心向外逐圈减小为获得*优的性能，还需再次对改用渐变尺寸贴片的天线进行整体分析和优选，其结果示于和。
采用沿二维渐变尺寸方形贴片的FSS盖板之F 2 P谐振器天线，FSS盖板的介质基片和接地反射板上的介质基片均为长方形，其长、宽、厚依次为68，61，116 mm，相对介电常数为312，FSS盖板的贴片尺寸从里圈到外圈依次为511，5可见：采用相同尺寸方形贴片FSS盖板和U形缝隙矩形贴片辐射器的F 2 P谐振器天线，其*显著的特点是定向性和口径效率*高，轮廓*低，但实用频带*窄；改用一维渐变尺寸方形贴片FSS盖板和U形缝隙矩形贴片辐射器的F 2 P谐振器天线，其*显著的特点是前后辐射比*大，其他性能居中；改用二维渐变尺寸方形贴片FSS盖板和U形缝隙矩形贴片辐射器的F 2 P谐振器天线，其*显著的特点是实用频带*宽和旁瓣电平*低，其辐射性能略逊。
本文在分析采用相同尺寸方形贴片FSS盖板和U形缝隙矩形贴片辐射器结构的F 2 P谐振器天线的基础上，提出了改用沿一维或二维渐变尺寸方形贴片FSS盖板的方案。
在其他辐射性能基本相近的情况下，采用二维渐变尺寸方形贴片FSS盖板和U形缝隙矩形贴片辐射器的F 2 P谐振器天线实现了*宽的实用频带（相对频带为采用相同尺寸贴片结构的约115倍）和*低的旁瓣电平（- 18 dB）。
(完)
鲁公网安备37030402001756
