一种Ka/Ku双波段双极化共口径阵列天线

由于运载能力及卫星平台的限制,星载雷达要求雷达天线具有重量轻、功耗低、体积小、效率高等特点,尤其是对天线口径面积限制较为苛刻,双频段天线要想适用于星载条件,就必须考虑全新的结构形式。介绍了一种适应于星载条件的Ka/Ku双波段双极化共口径阵列天线,其中Ku波段天线双极化工作、Ka波段天线单极化工作。Ku波段天线阵采用了具有两阶零点滤波性能的微带耦合馈电辐射缝隙单元,这种天线单元具有易实现双极化、工作频带宽等优点。Ka波段天线阵采用侧馈微带帖片天线单元,其优点是易于实现与Ku波段天线共孔径。     

一种加载超表面结构的宽带天线设计北大核心CSCD

文中通过加载超表面(Metasurface,MTS)的方式设计了一款超表面的宽带微带天线,将传统的矩形辐射贴片替换成超表面结构,提高了微带天线的电性能。天线通过共面波导的阶梯型孔径馈电。超表面印刷在介质板顶面,而介质板底面为共面波导馈电电路,从而增加了超表面与底层馈电孔径之间的耦合。超表面和阶梯型的孔径共同作用,使天线获得了较宽的阻抗带宽。文中设计的天线结构简单,外形紧凑。该天线的-10 dB相对阻抗带宽约为56.4%(7~12.5 GHz),覆盖整个X波段,主辐射方向偏离法向30°。实验测试结果与仿真结果吻合较好,为军事领域中的侦查和探测以及超宽带短距离室内定位中的天线设计提供了思路。     

双频段双圆极化共孔径天线研究

通过利用多层混合介质层叠和空间孔径布局的方法,设计了一种双频段双圆极化共孔径的微带天线。该天线利用3 dB电桥作为馈电网络,选择双点馈电的结构形式在UHF频段实现了右旋圆极化;同时天线为了覆盖S频段,采用双层结构、双点馈电的天线阵元实现左旋圆极化,使用旋转布阵的方式优化阵列的圆极化轴比。对天线进行了仿真,加工和测试,实测结果和仿真结果吻合良好,验证了这种方法设计的双频段双圆极化共孔径天线的正确性和可行性。     

共用口径S／X双波段双极化微带天线阵

介绍了一种新的应用于合成口径雷达的双波段双极化(DBDP)共用口径微带天线阵,工作于S波段和X波段.为了实现S/X波段的奇数频率比(1∶3),在S波段采用正交的微带振子天线,在X波段采用双极化方形微带贴片天线;为获得较宽的带宽,该二天线均采用双层结构.在馈电方式上,S波段采用邻近耦合馈电,X波段采用同轴探针和口径耦合馈电.对天线进行了仿真,设计、加工和测试,仿真结果与实测结果吻合良好.实测的S波段和X波段阻抗带宽分别达8.9%和17%,实测的极化隔离度在两个波段内均优于20 dB,实测的S波段和X波段交叉极化电平分别在-26 dB和-31 dB以下.本研究验证了这种具有奇数频率比的共用口径DBDP微带天线阵的可行性,对这种DBDP微带天线阵在SAR系统中的应用具有重要的参考意义.     

一种双频双圆极化层叠结构微带天线的设计

对一种新型的双频双圆极化微带贴片天线进行了研究,该天线可发射L波段的左旋圆极化信号,接收S波段的右旋圆极化信号。天线采用双馈点馈电的层叠结构,利用宽带功分移相器设计馈电网络,为双馈点提供双圆极化所需的激励电流。贴片和馈电网络上附加短截线,通过调整短截线的长度,即可微调谐振频率,使得天线的调试十分方便,又提高了天线的收发隔离度。该天线结构简单,调试方便,为便携式卫星通信机提供了一种实用的小型化收发天线。     

一种宽频带微带贴片天线阵设计

本文在微带天线阵列设计中，采用孔径耦合馈电的办法，将辐射贴片层和馈电网络分层设计，可以获得令人满意的阻抗带宽。实测表明阵列相对带宽可达 20%以上，并且这种馈电方式避免了两者共面时由于尺寸限制，馈电网络难于设计的缺点，减小了互耦及交叉极化，是大型微带贴片天线阵列的一种理想结构形式。     

基于最大功率传输效率法的聚焦天线设计北大核心CSCD

采用传统方法设计天线时，往往存在能量转换效率较低、能量浪费严重的问题，但大部分优化方法又都有操作过于复杂的缺陷。本文提出了一种采用最大功率传输效率（MMPTE）方法设计的毫米波微带天线阵列。该天线由4×4个矩形贴片辐射单元和微带线馈电网络组成，并通过MMPTE来优化天线馈电网络的相位和幅度。本文所设计的天线阵列具有结构简易、辐射效率高、成本低廉、体积较小、性能良好等优点，可根据需求应用于不同的Ka波段毫米波天线系统。     

结构紧凑型宽带低副瓣阵列天线

为了满足系统对阵列天线宽带、低副瓣的要求,设计了一款工作在X和Ku波段的结构紧凑型宽带低副瓣阵列天线,相对带宽为54.5%,副瓣电平在-30 dB以下,天线纵向尺寸为4.5λg。阵列天线采用带状线加权馈电网络和宽带带状线偶极子天线一体化设计,偶极子天线用短路探针对馈电分布电容进行补偿并加载寄生贴片,有效展宽了带宽;馈电网络通过拓扑结构设计获得各功分节点最佳功率比值,对各功分节点位置合理布局缩减馈电网络纵向尺寸。在微波暗室利用近场测试系统对阵列天线实物进行测试,验证了仿真结果。     

一种星载SAR的新型双极化微带贴片天线

提出了一种适用于星载SAR的新型双极化微带贴片天线。在孔径耦合馈电基础上,采用同轴线到微带线垂直过渡的方式,设计了一种新型双极化天线单元,在保持孔径耦合贴片天线固有优点的同时,使得交叉极化、隔离度得到很好改善,同时节约了阵中空间。该天线适合作为星载SAR阵列天线单元。     

一种新型C波段宽带圆极化贴片天线的设计

采用电磁仿真计算软件HFSS设计并仿真了一种工作于C波段宽带圆极化微带贴片天线。天线采用双馈点对圆形微带贴片进行馈电,实现圆极化;选用两层聚四氟乙烯玻璃纤维板作为介质,通过底层馈电网络由探针穿过中间地板层对上层圆形贴片进行馈电,在探针周围用环形槽将探针与地板进行隔离,并增加了天线的谐振点,从而进一步扩展了天线频带。结果表明天线的相对带宽约为30％,并且E面、H面3dB轴比角度均大于90°。     

星载SAR相控阵天线展开误差的模糊性能分析

根据星载SAR天线的特点建立了天线展开误差模型,定义了展开不平直度指标,基于成对回波理论推导了存在展开误差条件下天线方向图函数的表达式,推出单频天线展开误差分量与方位模糊度之间统计关系,给出了天线展开误差影响方位模糊度指标的上界.大量的计算机仿真验证了本文分析方法的正确性.     

星载SAR功能结构一体化天线技术研究

提出了新型低剖面合成口径雷达(SAR)有源相控阵天线设计方法———多功能结构一体化天线技术,采用高密度互联、新型功能材料等进行模块化、轻量化的系统级集成设计,将系统功能与天线结构相结合,大幅减小了SAR天线的体积,增大了内部可用空间;同时,有效去除天线寄生质量及各分系统间的重复质量。对SAR天线进行了一体化设计验证,结果表明天线性能、结构承载及热控的指标满足要求,多功能结构一体化设计方法对大型有源相控阵天线系统的结构设计有实际指导意义。     

一种低成本星载宽角扫描相控阵天线设计

设计了一种工作于X 频段的星载圆极化相控阵天线。相控阵天线单元的馈电探针与连接器进行了一体化设计,消除了焊点,提高了阵面的可靠性;同时阵列单元周围加载金属腔体结构,降低了单元间的耦合,展宽了天线波束,提高了阵列的扫描增益;阵面为全金属结构,可实现相控阵的均温性与内部热量的辐射,阵面自身具有较强的空间抗辐照能力,同时也能对相控阵内部的有源器件提供良好的辐照屏蔽。相控阵有源组件和合成网络采用瓦片架构,具有轻量化和低剖面的特点。所设计相控阵天线具有±60°宽角扫描能力和4%的工作带宽。     

一种新型的层叠式介质埋藏贴片八木天线

为了解决平面式微带贴片八木天线的主波束不能与微带天线基片平面垂直的问题,运用微带天线耦合理论、八木天线原理和微带天线理论,借鉴八木天线设计经验和微带天线制作技术,研制出了一种新型的层叠式介质埋藏贴片八木天线,并提出在八木天线振子两旁增加“栅栏”的改进结构形式。经仿真计算和实物天线测试证明：这种天线性能优于平面式的微带贴片八木天线。     

Compact high-gain composite horn antenna for space-borne beacon application

ABSTRACT

The growing interest in higher capacity communications satellite necessitates the development of compact and lightweight other antennas (such as beacon horn antenna) at Earth-viewing deck due to crowded accommodation and weight limitation. In this article, we describe an innovative and compact high-gain composite horn antenna for space-borne beacon application. We have designed, manufactured and measured beacon horn antenna operating from 10.7 GHz to 12.5 GHz. The beacon horn antenna is devised by combining stepped section at input, axial corrugated in mid and finally radial corrugated sections. This engineered multiple sections provide extra flexibility of optimisation, leading to high edge of coverage (EoC) gain for Indian mainland, Lakshadweep Islands and Andaman & Nicobar Islands. The radial corrugated section is specially profiled using multi-profile subsections. The mode-matching technique (MMT)-based software CHAMP and ‘minimax optimiser’ have been used to analyse and optimise the Beacon horn antenna. Manufacturing of the horn using a turning machine over aluminium alloy helps to reduce its cost. Characterisation of the beacon antenna confirm predicted electrical results (return loss> 17 dB, cross-polarisation discrimination < ?40 dB, EoC gain > 24 dB). The Accommodation of the Ku-Beacon antenna on spacecraft is discussed with help of its near field from the scattering point of view and its tilt.     

机载MIMO-SAR线性阵列天线配置研究

等效相位中心原理的应用为多发多收合成孔径雷达(MIMO-SAR)的天线设计提供了更大的自由度。文中阐述了等效相位中心原理,分析了传统ARTINO天线配置,指出由于其发射阵元布设于机翼处而剧烈抖动造成图像模糊的问题。然后,对传统ARTINO天线结构进行了改进,并提出了发射居中紧凑和接收居中紧凑2种天线构形。最后,对4种天线构形的方向图进行了仿真。结果表明,MIMO-SAR采用等效相位中心原理进行天线结构配置,可以在保证天线方向图具有良好指向性的同时,提高天线配置的灵活性并降低成本。     

A novel wide-band circular patch antenna

In order to overcome the narrow-bandwidth of the patch antenna, one kind of configuration which can widen the bandwidth significantly is discussed in this letter. Analyzed by the equivalent-circuits method and simulated by HFSS, a rule derived from simulated results that can aid to design the microstrip antennas is found. Finally, the structure parameters are optimized out, which reaches 44.67% impedance bandwidth. Furthermore, this kind of configuration can also be applied to the multi-layer patch antenna.     

偏馈赋形紧缩场天线电气设计研究

本文对偏馈赋形紧缩场天线设计进行系统研究。提出一种新的偏馈双反射器天线几何光学综合的方法。该法便于理解、推导和用计算机作数值计算。文中提出了一种计算紧缩场交叉极化的新技术。经深入分析，得出了若干具有普遍性的结论。讨论了赋形紧缩场工程设计中的一个重要问题－交叉极化与绕射效应间的矛盾，并由此阐明了布局优化的重要性。     

一种宽带全向圆极化天线简

 基于环天线-偶极子模型,本文提出一种宽带全向圆极化天线.天线包含四对围绕圆柱放置的倾斜振子和一个宽带馈电网络.每对振子包含一个主辐射振子和一个用以增加带宽的寄生振子.馈电网络包括四个宽带巴伦和一个阻抗匹配电路.实验结果表明,该天线15-dB回波损耗带宽和3-dB轴比带宽分别为31%（1.68-2.31GHz）和30%（1.7-2.3GHz）,水平面不圆度小于1dB.