一种用于3/4 GHz频段的双带窄壁短路槽波导阵列的叠加方法，适用于共享孔径的ISAC前端

《IEEE Open Journal of Antennas and Propagation》：A Superposition Method for Dual-Band Narrow-Wall Shorted Slotted Waveguide Arrays at 3/4 GHz for Shared-Aperture ISAC Front-Ends

　　

摘要：

本文介绍了一种单馈双频窄壁短路槽波导阵列（SWA）的设计与实现，该阵列在3 GHz和4 GHz频段内工作，且共用一个孔径。与仅将双频集成视为两个谐振槽族的几何共存不同，本文提出了一种基于经典Elliott框架的、考虑耦合效应的多频分析方法，用于解释共用孔径内的跨槽族相互作用。在这种分析方法中，槽阵列被划分为两个频率选择性槽族。跨槽族的电磁相互作用通过扩展的多频阻抗矩阵表示中的耦合扰动项来解释。该天线采用标准的WR-284波导平台制造，并通过全波仿真和实验测量进行了评估。结果表明，集成天线在两个目标频段均实现了S11 < ?10 dB的双频阻抗匹配。此外，所提出的设计在3 GHz频段的峰值增益为15.7 dBi，旁瓣水平约为-19 dB；在4 GHz频段的增益为14.5 dBi，同时保持了稳定的宽侧辐射特性。在一系列代表性的双频SWA研究中，这种窄壁实现方案表现出较高的孔径效率，在S波段达到87.6%，在C波段达到57.3%。这种紧凑的尺寸与相对较高的效率相结合，证明了所提出的多频叠加分析方法的有效性，并表明该架构对于空间受限的6 GHz以下ISAC前端应用具有很好的前景。