毫米波Rotman透镜天线的计算机仿真设计

设计了一个频率在37 GHz的7波束毫米波Rotman透镜多波束天线.分析了透镜焦距的选择方法,以实现最小的相位误差.Rotman透镜采用微带形式实现,天线单元采用微带贴片天线,并实现了Rotman透镜与天线阵列的整体仿真.结果表明,该天线可以实现多波束宽角度的扫描特性.     

基于带状线形式的宽带Rotman透镜设计

针对宽带多波束网络的需求,设计了一个32天线端口,24波束端口,扫描±45°基于带状线形式的Rotman透镜。通过全场仿真计算,分析了透镜波束端口到阵列之间S参数的幅度、时延特性,并据此计算了Rotman透镜的各个波束在不同频率的方向图。通过波束计算分析,发现基于微带形式的Rotman透镜相对于基于带状线形式的Rotman透镜在超宽带工作时有明显的色散效应。按照所做的基于带状线的透镜设计,制作了Rotman透镜测试样机。通过对样机的端口间幅度相位性能测试,对比分析了仿真和测试结果,验证了设计的Rotman透镜的超宽带波束扫描性能。     

Ku波段宽角扫描圆极化微带阵列天线设计

提出了一种三馈电圆极化微带天线。天线馈电网络采用一分三功分馈电,实现微带贴片天线的圆极化辐射,增加方向图的旋转对称性。用该天线作为阵列单元,采用顺序旋转布阵技术组成一个3×4阵列,有效地改善了阵列天线的增益扫描特性。研究了该阵列天线波束扫描时的辐射特性和极化特性。仿真结果表明:阵列天线在中心工作频率处能实现俯仰60°的扫描,在扫描范围内增益大于11.9 d Bi,轴比小于2 d B。     

一种三单元新型宽波束扫描电控无源阵列天线

通过电抗加载来控制方向图主瓣指向的天线称为电控无源阵列天线,简称ESPAR天线.提出了一种三单元H形缝隙耦合馈电贴片ESPAR相控阵天线,该天线通过分别改变加在两侧寄生辐射贴片馈电端的直流控制电压来改变相应的电抗加载值,从而使其实现宽波束扫描.给出了该天线的详细分析,以及电磁仿真结果,结果表明,该天线在H面上能实现-30°～30°的宽波束扫描.     

基于抛物面反射器馈电的多波束CTS阵列天线设计

本文设计了一种工作于Ku频段的多波束连续横向枝节（CTS）阵列天线,该天线通过切换馈电端口实现多波束扫描。该天线主要由抛物面反射器波束成形网络（BFN,beamforming networks）以及CTS辐射枝节两个部分构成,结构简单,采用PCB（印刷电路板）工艺制作。其中抛物面反射器波束成形网络包括基于SIW的H面扇形馈电喇叭以及抛物面反射器平面波转换结构;辐射部分为串馈CTS天线,通过预偏20°实现H面正方向波束扫描。天线工作在12.5GHz,通过改变馈电喇叭可实现0°-60°的大扫描角度。     

一种超宽带双极化阵列天线的设计

为满足超宽带无线通信应用需求,研究了一种超宽带双极化强耦合阵列天线. 阵元由两对相连印刷偶极子正交构成,结合Marchand巴伦与Wilkinson功分器构建的馈电网络,实现了平衡馈电、阻抗变换和带内共模谐振抑制等技术. 实验与仿真结果表明,该阵列天线可实现阻抗带宽1.5～4.0 GHz,E面波束扫描范围±60°,H面波束扫描范围±50°,并且天线结构简单,适合双极化宽角扫描相控阵天线系统的应用.     

基于SICL的宽频带毫米波多波束阵列天线设计

为实现第五代移动通信技术(5G)毫米波阵列天线的多波束扫描,提出了一种基于基片集成同轴线(Substrate Integrated Coaxial Line, SICL)的宽频带毫米波多波束阵列天线。多波束阵列天线主要包括基于SICL的宽频带毫米波罗特曼透镜和基于SICL馈电的宽频带磁电偶极子天线,罗特曼透镜腔体采用平板波导结构,移相段采用非色散结构SICL,设计了一种平板波导透镜腔体和SICL移相段的宽频带匹配结构实现宽频带罗特曼透镜。采用SICL耦合馈电的宽频带磁电偶极子天线作为多波束阵列的辐射单元,易于直接与基于SICL的罗特曼透镜连接使用,可实现宽频带波束扫描。基于此设计了一种7个波束端口、9个阵列单元的宽频带多波束阵列天线。仿真结果表明,该罗特曼透镜的-10 dB阻抗带宽约为42%(20.5～31.5 GHz),磁电偶极子天线的-10 dB阻抗带宽约为45%(20.5～32.5 GHz),组成的多波束阵列天线在20.5～31.5 GHz(约42%)频带内可实现±30°的波束扫描,天线结构简单紧凑、剖面低、易集成且能实现宽频带波束扫描,适用于5G毫米波通信。     

A multi-beam planar lens antenna for UAV relay datalink

龙伯透镜天线表面放置多个馈源即可在同一频段或跨频段同时产生多个扫描波束跟踪多个目标,针对这一特点,设计了适用于C频段无人机中继数据链的紧凑多波束平板透镜天线。采用矢量球面波函数展开法结合差分进化算法优化设计透镜天线,仿真分析了单个Vivaldi天线照射3层直径160 mm平板透镜天线,天线增益优于传统均匀分层的透镜天线。同时,采用16个Vivaldi天线组成半圆环阵照射平板透镜天线,通过扫描波束的馈电切换,实现宽角范围的多波束覆盖。仿真结果表明:平板透镜天线在宽频带(5.5~9.0 GHz)内具有良好的多波束辐射特性。     

固定频率波束可调的多端口微带漏波天线

提出了一种崭新结构的多端口馈电微带漏波天线 ,实现了频率固定下的电控天线主波束逐级可调。在工作频率固定的情况下 ,通过控制双端口馈电微带天线上的中部馈电端口位置 ,使微带漏波天线主波束方向发生偏移。仿真结果表明 ,当工作频率固定为 7GHz的情况下 ,在H平面上 ,主波束扫描范围可以达到约 48°～ 88°。     

4.9 GHz小型化集成相控阵天线设计

设计了一种相位控制和馈电一体化的8×8相控阵天线。将多路微带线功分器和移相器芯片集成于同一片电路板作为馈电网络并压合于阵列天线背面,形成了单端口馈电的64单元集成相控阵天线。该相控阵天线整体厚度仅2.25 mm,馈电端口至天线单元之间没有任何连接电缆,具有低剖面小型化和一体化的显著优点。电磁仿真结果显示,4.9 GHz的回波损耗小于-25 dB,最大增益为22.5 dB。此外,主极化和交叉极化隔离度为30 dB,主波束可实现-58°~62°平面扫描,具有较好的交叉极化和波束宽角域连续扫描特性,可应用于5G移动通信小型基站。     

罗特曼透镜馈电的多波束阵列系统设计

多波束系统广泛地应用于电子战设备中。讨论了基于罗特曼透镜馈电的多波束阵列系统的设计理论和原则,给出了一个16元罗特曼透镜和凹口天线组成的多波束阵列系统,阐述了馈电透镜和阵列天线的设计过程以及设计中的难题及解决办法。     

一种多波束面阵天线的分析与设计

介绍了二维多波束天线的特点和实现二维多波束的几种方法，针对空馈的Rotman透镜推导出了由它馈电的平面天线阵的相位计算公式及设计方法，在此基础上成功地实现了空馈透镜的平面天线阵样机，并给出了相应的测试结果。     

二元相控阵手机天线分析

现代移动通信的迅猛发展迫切要求进一步研究移动终端智能天线技术。对手机用二元相控阵天线进行了研究，使用矩量法对该天线进行了电磁仿真。通过改变天线阵二单元激励源的相位，实现了方向图主波束扫描的功能，表明了该天线方案作为手机智能天线具有良好的应用前景。     

Design and development of a unit element microstrip antenna for aircraft collision avoidance system

Aircraft/traffic alert and collision avoidance system (ACAS/TCAS) is an airborne system which is designed to provide the service as a last defense equipment for avoiding mid-air collisions between the aircraft. In the existing system, four monopole stub-elements are used as ACAS directional antenna and one blade type element is used as ACAS omnidirectional antenna. The existing ACAS antenna has some drawbacks such as low gain, large beamwidth, frequency and beam tuning/scanning issues etc. Antenna issues like unwanted signals reception may create difficulties to identify the possible threats. In this paper, the focus is on the design and development of a unit element microstrip antenna which can be used for ACAS application and to overcome the possible limitations associated with the existing techniques. Two proposed antenna models are presented here, which are single feed and dual feed microstrip dual patch slotted antenna. These are designed and simulated in CST Microwave Studio tool. The performance and other antenna characteristics have been explored from the simulation results followed by the antenna fabrication and measurement. A good reflection coefficient, Voltage Standing Wave Ratio (VSWR), narrow beamwidth, perfect directional radiation pattern, high gain and directivity make this proposed antenna a good candidate for this application.     

一种 C 波段弹载共形微带天线阵列设计

提出了一种用于弹载设备的圆柱形天线阵设计,并进行了仿真,选用一种新型高增益微带天线作为天线阵元。该天线具有良好的驻波比和波束扫描能力,既可用于弹载设备,也可用于地面系统,不会因为共形设计导致天线增益恶化。     

一种具有加减信道的低旁瓣微带天线阵

本文设计了一种新颖的具有加减信道的低旁瓣微带天线阵.在研究低旁瓣角馈方形微带贴片天线的基础上,设计了一个3dB定向耦合器作为馈电部分,从不同的输入端口输入信号,分别实现方向图加减的功能.这种天线能够同时获得其视野内所有障碍物的范围和角度信息,不需要使用扫描天线或转换天线.使用ANSOFT公司的Serenade和Ensemble两种软件进行了设计、仿真和优化.实验结果与仿真基本一致,可见,这种天线完全可以满足设计要求.     

用于空间功率合成的线阵馈电焦散抛物曲面天线

提出了一种用于空间功率合成的焦散抛物曲面天线,该反射面天线是由xoz平面的一条抛物线沿着yoz平面上的另一条抛物线正交扫描所形成的,天线用8单元E面喇叭线阵进行偏馈。研究了天线的反射面结构参数对天线性能的影响以及横向偏焦电扫描特性,给出了不同辐射方向下阵列的相位配置公式。仿真和实验结果表明:提出的方案可以在给定方向合成高增益波束,与同样线阵馈电的抛物柱面天线相比,H面3dB波束宽度从8.2°下降到了5°,天线增益提高了2.2dB.     

X波段二维宽带宽扫背腔微带天线

设计了一种X波段背腔微带天线,采用探针和口径耦合相结合的馈电方式实现了小单元间距下单层微带贴片的宽带工作,并弱化了馈线寄生辐射对方向图的扰动。设计加工了8×8单元的天线小阵。实测结果表明,该天线在设计要求的2GHz带宽内驻波小于1.5,驻波小于2的相对带宽25%;方向图测试结果表明实现了方位向45°、俯仰向30°的扫描,增益22.8dB,天线效率大于80%,可满足二维宽带宽扫瓦片天线的实际应用需求。     

Piezoelectric transducer controlled multiple beam phased array using microstrip Rotman lens

A simple and low-cost multiple beam phased array is designed using a microstrip Rotman lens and multi-line phase shifter controlled by a piezoelectric transducer (PET) at Ka-band. A microstrip Rotman lens with five beam ports and nine array ports is used as a feed for a multiple beam antenna array to generate five beams centered at the angles of 0/spl deg/, /spl plusmn/15/spl deg/, and /spl plusmn/30/spl deg/. The lens fed nine-element patch array shows the antenna gain of 10 dBi and sidelobe suppression of 10 dB. Each beam is steered over /spl plusmn/8/spl deg/ using two PET-controlled phase shifters, and the five beams cover /spl plusmn/38/spl deg/ from the broadside.     

An improved design method of Rotman lens antennas

A Rotman lens is used to feed a linear array antenna for wideband use. A relationship between design parameters for realizing a Rotman lens has been derived by introducing a new design variable. The design method which minimizes the phase error on the aperture of the linear array antenna has been shown. For large array length, the above phase error due to this method becomes considerably smaller than that due to a conventional method. This improved method makes it possible to design small and low-loss Rotman lens antennas.