34、1×4 线性相控阵天线建模与仿真及入侵检测系统性能提升

1×4 线性相控阵天线建模与仿真及入侵检测系统性能提升

一、1×4 线性相控阵天线建模与仿真

在通信和雷达应用中，线性相控阵天线具有巨大的潜力。下面将介绍两种模拟相控阵天线的方法。

（一）功分器（WPD）特性

功分器的插入损耗和隔离损耗是重要的性能指标。功分器的隔离损耗小于 -20 dB，从仿真图得到的隔离度为 -19.023 dB，与理论值相符，这表明功分器满足简单配置以及输出端口阻抗匹配和隔离的特性。

（二）使用传输线模拟相控阵天线

1. 相移原理
   相移是介电常数、磁导率、频率或长度的函数。理论相移可以通过公式(\theta = \sqrt{\epsilon_{reff}} K\Delta L)确定，其中(K = \frac{2\pi f}{c})，(\Delta L)为传输线长度的变化。
2. 仿真设置
   使用 CST 微波仿真软件对包括功分器和移相器的馈电网络进行仿真。仿真在厚度为 1.6 mm、介电常数(\epsilon_{r} = 4.44)、损耗角正切为 0.01 mm、工作频率为 2.45 GHz 的 FR4 基板上进行。计算得出 360°电导向波长(\lambda_{g})为 66.8 mm，因此 90°相移所需传输线的电长度为 16.7 mm。
3. 结果分析
   给出了 90°和 60°扫描角的传输线布局图，以及模拟相控阵天线的 2D 和 3D 视图。结果表明，通过改变传输线的长度可以实现波束的转向。