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随着现代移动通信和空中平台的飞速发展，地面移动载体跟踪空中平台通信的“动中通”通信系统成为现代移动通信的重要发展领域。波束切换阵列天线可实现对空中平台的快速扫描跟踪，常被应用于“动中通”通信系统。本文的主要任务是研究波束切换阵列天线及其馈电系统。 采用宽带圆极化技术设计波束切换阵列天线，获得宽轴比带宽特性并实现小型化。天线单元采用双椭圆缝隙耦合馈电，并在微带馈线上添加与之垂直的开路枝节，实现了宽带圆极化特性。天线单元获得42.7％的阻抗带宽和38.3%的轴比带宽，天线增益在4.5GHz-5.1GHz范围内大于8dBi。在设计的天线单元的基础上，采用等幅正交馈电设计了二元阵列天线，并通过在接地板上加载梳状结构降低了天线单元间耦合作用对二元阵列天线性能的影响。二元阵列天线相对阻抗带宽为40%，相对轴比带宽为27.4%，在指标要求的4.5GHz-5.1GHz范围内，最大增益达到10.6dBi。在设计的二元阵的基础上，设计了2×4的八单元波束切换阵列天线。仿真得到，分别采用-45°、135°、-135°和45°相位差为八单元天线阵馈电，获得3dB波束宽度分别为20.3°、21.6°、24.4°和20.2°的四个波束。四波束在俯仰面基本覆盖90°空间范围。 改进并测试宽带微带缝隙耦合Butler矩阵，同时对控制波束切换的PIN二极管单刀四掷（SP4T）开关进行设计。采用椭圆缝隙耦合对4×4宽带Butler矩阵进行改进，并对其进行了加工和测试。分析测试结果可知，虽然But ler矩阵各输出端口相位差较仿真值有5°-10°的偏差，但是Butler矩阵相位分布偏差对波束切换阵列天线跟踪空中平台通信影响不大，满足设计要求。采用串并联电路，设计了用于控制Butler矩阵通路切换的PIN二极管单刀四掷（SP4T）开关，并对其进行了加工和测试。SP4T开关在4.5GHz-5.1GHz范围内实现了低插入损耗和高隔离度特性。Butler矩阵和PIN二极管SP4T开关组成波束切换阵列天线的馈电系统。 将宽带圆极化阵列天线、微波开关、宽带Butler矩阵、模拟器及中频信号处理模块连接起来，搭建波束切换系统，对波束切换阵列天线的方向图和模拟器进行测试，测试结果表明，波束切换阵列天线和模拟器各项指标均满足设计要求。最后对系统发射和接收通道进行了联合测试。测试结果显示，系统各部分性能良好，发射通道和接收通道连通性良好，实现了4波束俯仰面覆盖90°空间范围，方位面机械扫描360°，最终实现了半空间覆盖。