This letter proposes a wideband and wide-angle conjugate impedance matching (WWCIM) method and a WWCIM layer, which are applied to the tightly coupled dipole array (TCDA). The impedance matching problem over an ultrawideband can be well solved by using this method when the scanning angle reaches 70° in the H-plane. At the port position, the impedances of the ultrawideband-phased array change sharply at different frequencies when scanning to large angles in the H-plane. However, we find that the impedances at the upper surface of the array have certain regularity when scanning in the H-plane. The impedances gradually decrease as the scanning angle increases in the H-plane and the reactance parts of the impedances are inductive. Therefore, a new WWCIM layer is proposed. The impedances of the WWCIM layer, seen from down to up, also gradually decrease as the scanning angle increases in the H-plane. But their reactance parts are capacitive. Therefore, in the H-plane, the impedances at the upper surface of the TCDA and the impedances at the lower surface of the WWCIM layer can be well conjugated when scanning to large angles. In the E-plane, because the changes of the port impedances and the WWCIM layer are small within the 70° scanning range, the port impedances can be easily matched. Thus, the impedance matching problem is well solved when scanning at large scanning angles in the H-plane. Finally, a single-polarization array with a bandwidth of 1.02–5.15 GHz (VSWRs < 2.7) is presented, which can scan up to ±70° in all azimuth planes. The profile of the proposed array is 0.2λ at the lowest working frequency.

中文翻译：

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H平面70°扫描宽带广角阻抗匹配层的共轭阻抗匹配方法

这封信提出了宽带和广角共轭阻抗匹配 (WWCIM) 方法和 WWCIM 层，将其应用于紧耦合偶极子阵列 (TCDA)。当H平面中扫描角度达到70°时，使用该方法可以很好地解决超宽带上的阻抗匹配问题。在端口位置，超宽带相控阵在H平面大角度扫描时，其阻抗在不同频率下急剧变化。然而，我们发现在 H 平面扫描时，阵列上表面的阻抗具有一定的规律性。随着 H 平面中扫描角度的增加，阻抗逐渐减小，并且阻抗的电抗部分是感性的。因此，提出了一个新的 WWCIM 层。WWCIM 层的阻抗，从下往上看，随着 H 平面中扫描角度的增加，也逐渐减小。但它们的电抗部分是电容性的。因此，在H面，TCDA上表面的阻抗和WWCIM层下表面的阻抗在大角度扫描时可以很好地共轭。在E面，由于在70°扫描范围内端口阻抗和WWCIM层的变化很小，端口阻抗很容易匹配。因此，在 H 平面中以大扫描角度扫描时，阻抗匹配问题得到了很好的解决。最后，提出了一个带宽为 1.02–5.15 GHz（VSWR < 2.7）的单极化阵列，它可以在所有方位平面上扫描高达 ±70°。在最低工作频率下，所提出的阵列的轮廓为 0.2λ。但它们的电抗部分是电容性的。因此，在H面，TCDA上表面的阻抗和WWCIM层下表面的阻抗在大角度扫描时可以很好地共轭。在E面，由于在70°扫描范围内端口阻抗和WWCIM层的变化很小，端口阻抗很容易匹配。因此，在 H 平面中以大扫描角度扫描时，阻抗匹配问题得到了很好的解决。最后，提出了带宽为 1.02–5.15 GHz（VSWR < 2.7）的单极化阵列，它可以在所有方位平面上扫描高达 ±70°。在最低工作频率下，所提出的阵列的轮廓为 0.2λ。但它们的电抗部分是电容性的。因此，在H面，TCDA上表面的阻抗和WWCIM层下表面的阻抗在大角度扫描时可以很好地共轭。在E面，由于在70°扫描范围内端口阻抗和WWCIM层的变化很小，端口阻抗很容易匹配。因此，在H平面内以大扫描角度扫描时，阻抗匹配问题得到很好的解决。最后，提出了一个带宽为 1.02–5.15 GHz（VSWR < 2.7）的单极化阵列，它可以在所有方位平面上扫描高达 ±70°。在最低工作频率下，所提出的阵列的轮廓为 0.2λ。当扫描到大角度时，TCDA 上表面的阻抗和 WWCIM 层下表面的阻抗可以很好地共轭。在E面，由于在70°扫描范围内端口阻抗和WWCIM层的变化很小，端口阻抗很容易匹配。因此，在H平面内以大扫描角度扫描时，阻抗匹配问题得到很好的解决。最后，提出了一个带宽为 1.02–5.15 GHz（VSWR < 2.7）的单极化阵列，它可以在所有方位平面上扫描高达 ±70°。在最低工作频率下，所提出的阵列的轮廓为 0.2λ。当扫描到大角度时，TCDA 上表面的阻抗和 WWCIM 层下表面的阻抗可以很好地共轭。在E面，由于在70°扫描范围内端口阻抗和WWCIM层的变化很小，端口阻抗很容易匹配。因此，在H平面内以大扫描角度扫描时，阻抗匹配问题得到很好的解决。最后，提出了一个带宽为 1.02–5.15 GHz（VSWR < 2.7）的单极化阵列，它可以在所有方位平面上扫描高达 ±70°。在最低工作频率下，所提出的阵列的轮廓为 0.2λ。端口阻抗可以很容易地匹配。因此，在H平面内以大扫描角度扫描时，阻抗匹配问题得到很好的解决。最后，提出了一个带宽为 1.02–5.15 GHz（VSWR < 2.7）的单极化阵列，它可以在所有方位平面上扫描高达 ±70°。在最低工作频率下，所提出的阵列的轮廓为 0.2λ。端口阻抗可以很容易地匹配。因此，在H平面内以大扫描角度扫描时，阻抗匹配问题得到很好的解决。最后，提出了一个带宽为 1.02–5.15 GHz（VSWR < 2.7）的单极化阵列，它可以在所有方位平面上扫描高达 ±70°。在最低工作频率下，所提出的阵列的轮廓为 0.2λ。