倒“V”型栅板偶极子天线设计

摘要: 射电天文在HF-VHF频段采用天线组阵的方式进行观测，根据平方公里阵（Square Kilometre Array, SKA）的要求，每个阵列单元天线的增益、结构一致性、稳定性、阻抗变化趋势和极化纯度等方面需要达到较高指标，才能满足太阳、木星、再电离纪元等多种测量在极化测量、天线跟踪稳定性以及接收机宽带匹配等方面的需求。根据SKA requirement 2165：极化纯度（polarization purity）2135–38 和每极化方向灵敏度（sensitivity per polarization）2814–15提出的性能需求,以及在总结原有设计的经验后，针对10-90MHz频段，设计了一种适用于HF-VHF的新型倒“V”型栅板偶极子天线，具有重量轻，风阻小等优点，在10-90MHz的超宽频段内阻抗变化缓慢、极化纯度良好。其中，在阻抗变化方面，天线的阻抗实部从0.8Ω到631.132Ω变化，优于低频射电阵列（Low Frequency Array, LOFAR）的低频阵列天线，降低了接收机匹配难度和噪声；极化纯度方面，天线整体轴比小于0.41dB，对于太阳射电爆发等强极化信号具有良好的极化隔离度。