一种Ka 波段对称四波束波导缝隙行波阵列天线的设计

本文给出了一种Ka 波段对称四波束波导缝隙行波阵列天线的设计方法。该设计对经典行波阵理论进行了改进 和创新,提出将驻波阵的电流幅度分布理论应用于行波阵,推导出多波束波导缝隙的电场分布方程,实现了波导缝 隙阵列天线对称四波束配置,并具备共口径、高增益、低副瓣等优点,满足多普勒测速雷达对天线的要求。HFSS 软件仿真测量结果验证了该设计的正确性。     

X 波段加膜片式单脊波导裂缝天线的研究

等效导纳值是波导宽边纵缝天线的关键设计参数。为克服传统波导裂缝天线副瓣偏高、设计效率低下等问题,本文提出了一种单脊波导裂缝天线的改进设计方法,在传统波导裂缝阵列天线设计的基础上,利用等效导纳值对天线等效电路的影响,在裂缝单元下增加金属膜片,通过改变金属膜片的高度,优化裂缝等效导纳值,使得每个裂缝口径场分布更加接近于理论设计值,并在设计过程中使用牛顿迭代法提取导纳进一步缩短设计时间。通过设计实例表明:应用此方法设计单脊波导裂缝天线能够有效抑制副瓣电平,天线方位面副瓣电平可达到-30 dB 以下;在满足主要指标要求的前提下,设计效率显著提升。     

一种波导窄边裂缝天线缝隙倾角的改进方法

为减小波导窄边裂缝天线缝隙间互耦对天线性能的影响, 实现低副瓣的设计, 提出了一种倾角波动分布的设计方法.天线电流分布选用泰勒分布, 利用HFSS软件确定缝隙倾角初值, 在此基础上得到波动分布的倾斜角度, 并通过遗传算法对缝隙倾角进行优化.使用Matlab与HFSS软件联合仿真, 省略了建模、设置参数等大量操作, 提高了设计效率.基于此, 设计了一款长度为1.2 m的X波段波导窄边裂缝天线, 仿真发现副瓣电平比传统设计方法低2.17 dB, 加工了天线实物并进行了测试, 天线实测增益和副瓣电平分别为20.9 dBi和-28.7 dB, 验证了方法的有效性.     

毫米波波导窄边斜缝驻波阵天线的设计

设计了一种毫米波段波导窄边斜缝驻波阵天线.根据选定的口径分布和缝隙电导函数计算缝隙初始尺寸,利用电磁仿真软件模拟实验过程,由仿真结果反演口径分布并与理论口径分布比较差异,从而调整优化各缝隙尺寸参数.设计了一列30个缝隙、分成8个单元、由波导直接馈电的驻波阵线源,在Ka频段驻波比小于1.5的相对带宽为10.2％.Taylor综合副瓣值为-22dB,仿真得到的最大副瓣为-21.4dB,波瓣宽度为2.94°,增益为21.71dB.讨论了相邻单元间公共壁厚对波束形状的影响及其修正方法,并对比讨论了交叉极化的抑制方法.     

低副瓣波导窄边非倾斜缝天线研究

在波导窄边非倾斜缝隙单元两侧加金属扰动块,可以有效提高缝隙单元的等效电导和辐射能力,该方法应用于波导窄边行波阵天线设计,可减少波导行波线阵对缝隙单元数的限制。文中计算分析了长方体金属扰动块的物理参数与缝隙单元等效电导间关系,供设计时选用。最后,给出了16个缝隙单元的波导线阵的实例,实测结果与仿真设计一致,表明该分析与设计方法正确有效,且可推广应用于各种口径的低副瓣波导裂缝天线设计。     

宽带低副瓣单脊波导裂缝阵天线设计

本文提出了一种单脊波导裂缝阵天线的改进设计方法。首先分析了单脊波导上孤立缝隙导纳随脊参数的变化特性,据此合理选取脊波导参数;然后根据Elliott 等提出的脊波导缝隙阵设计方程对辐射阵面的缝参数进行初步设计;最后根据各缝隙口面近场分布,优化缝隙的偏置和长度,以消除互耦、边缘绕射等因素对天线副瓣电平的影响。为了验证方法的有效性,设计了一个八元单脊波导裂缝阵天线,仿真结果表明天线驻波带宽约为9.5%（VSWR<1.5）,副瓣电平在-25dB 以下,与已有文献相比均有较大改善。     

低副瓣基片集成波导缝隙阵圆极化天线

基于基片集成波导技术与标准印刷电路板工艺,实现了圆极化、低副瓣的平面缝隙天线阵列.辐射单元采用基片集成波导项层匹配缝隙对结构,行波式圆极化单元.辐射缝隙经过改进,单个辐射单元的反射系数均小于-30 dB.平面阵列采用基片集成波导低副瓣功分器馈电.文中给出了具体设计公式、方法和仿真结果.设计制作的16×16阵列在16.1 GHz频点上实测增益为30 dB,轴比为0.7 dB,副瓣小于-20 dB.     

K波段低副瓣波导缝隙驻波阵设计

本文设计了一种 K 频段低副瓣波导缝隙驻波阵天线,给出了实现低副瓣的方法。设计副瓣电平为-27dB,缝隙幅度分布按-30dB 泰勒分布计算,结合高频仿真软件 Ansoft HFSS 对各缝隙归一化导纳进行计算,建立仿真模型并优化天线各参数。依据设计结果加工实物并测试其方向图及增益。测试结果表明,该天线在工作频带内波束宽度约 3°,副瓣电平小于-27dB,工作频带内增益大于 30.8dB,仿真结果与实测结果相符,设计满足指标要求。     

毫米波段斜扇形波束裂缝阵天线的研究

研究的毫米波段斜扇形波束裂缝阵天线是一种薄形的波导裂缝阵,结构新颖,特别适用于飞行器天线。由于这种天线的数学模型比较复杂,并且工作在毫米波波段,使设计和分析带来了一定的困难。根据裂缝阵设计的理论基础,对毫米波段斜扇形波束裂缝阵天线进行了研究,采用了终端短路的准行波天线阵的方案,设计得到的毫米波裂缝阵天线具有斜角扇形波束,较低副瓣,宽频带和薄形等优点。理论结果和实测结果相吻合,在工程上应用已得到了良     

Ka波段大型单脉冲平板缝隙天线的分析与设计

论文所分析的Ka波段平板缝隙阵列天线具有阵面尺寸大(534.89mm×494.3mm)、缝隙多(5 120)的特点,因而对于阵面的设计运用优化总体设计,并运用等效电路法结合电磁仿真软件HFSS得到精确的辐射缝以及耦合缝参数。同时为了减小加工难度,对天线分象限分层分象限进行加工。经过实测验证,测试结果与理论吻合良好,在±300MHz频带范围内驻波小于2,整个阵面的增益均大于42dB,天线的方位副瓣电平达到-22.8dB,俯仰副瓣电平达到-23.8dB,零值深度在俯仰和方位均达到-30dB。     

新型X波段波导缝隙阵列天线的设计

为了克服传统波导缝隙阵列天线重量大、副瓣偏高等问题,提出一种小型化、低副瓣X波段波导缝隙阵列天线的设计方法。首先采用高斯分布实现其幅度加权,快速完成低副瓣波导缝隙阵列天线的设计;然后结合HFSS 软件对传统压缩波导的窄边尺寸进行优化,减小窄边尺寸;同时采用3D 打印技术制造ABS 塑料波导缝隙框架和金属电镀工艺实现天线的加工,通过仿真分析和实物加工测试验证了所设计天线的有效性。所设计的天线方位面副瓣电平可达到-25 dB 以下,重量从25 kg 减小到2.5 kg,减重比达到了90%。最后,详细分析了不同金属电镀层厚度对天线性能的影响。     

低副瓣有源相控阵天馈系统中的一体化设计

该文提出低副瓣有源相控阵天馈系统中的一体化设计方法,从几个主要方面阐述如何进行一体化设计,在248元天线阵上试验,实测波瓣的峰值副瓣电平和差波瓣零深均在-31dB以下,当波瓣扫描至60时,其峰值副瓣电平不高于-26.5dB,表明一体化设计的必要性。     

宽带单脊波导缝隙天线的设计

根据传输线方程推导了单脊波导辐射缝隙有源导纳的计算公式,结合三维电磁仿真软件HFSS提取了天线阵列中辐射缝隙的有源电导,设计了一个8元单脊波导缝隙线阵,实测结果表明,副瓣为-23.61dB,VSWR≤2时的相对带宽为8%,约为矩形波导缝隙天线的2倍。     

单极化线形智能天线阵小型化技术研究

智能天线可以显著地提高移动通信系统的整体性能,然而,受施工、选址及环保等因素的限制,基站端智能天线采用小型化设计已成为一种趋势。设计了一款8单元(8通道)单极化线形智能天线阵。借助仿真软件,分析了单元间距对天线阵性能及小型化的影响。研究结果表明,在满足设计指标的前提下,单元间距为45 mm的紧凑型等间距线形智能天线阵的增益下降3 dB,半功率主瓣宽度增加了9,横向电尺寸减少31.11%。采用非等间距可以使智能天线阵的第一副瓣电平降低5～7 dB,横向电尺寸减少9.18%～20%。     

一种Ku波段混合馈电频扫天线阵设计

研制了一种俯仰向波束固定,方位向频扫的Ku波段频扫平面天线阵.采用双层微带结构获得带宽约18%的宽带微带贴片天线作为阵列单元.天线阵俯仰向采用微带功分器及该种天线单元组成线阵.方位向为实现波束较大范围的频扫能力, 并提高天线阵的工作效率采用波导慢波线缝隙与线阵微带线电磁耦合结构进行馈电.在采用HFSS软件完成仿真设计的基础上,加工并测试了一套12×40规模的天线阵,结果表明该天线阵在工作频段内驻波比优于1.5,波束扫描范围大于80, 副瓣电平优于-20 dB,除中心频点外,增益大于26.5 dB.     

The Rectangular Waveguide Board Wall Slot Array Antenna Integrated with One Dimensional Subwavelength Periodic Corrugated Grooves and Artificially Soft Surface Structure

In this letter, we propose a high gain rectangular waveguide board wall slot array antenna, which is integrated with one dimensional subwavelength periodic corrugated grooves and artificially soft surface structure. The corresponding far field radiation characteristics are investigated. The simulation results show that the gain of planar 2 × 8 slot array antenna with the introduction of corrugated grooves structure is increased to 26.1 dB, and half power beamwidth in the E plane is considerably reduced. Compared with the subwavelength periodic grooves slits array antenna proposed by Huang et al.[Appl. Phys. Lett. 91, 143512 (2007)], the side and back lobe level of this antenna are also significantly reduced by 6 dB and 10 dB, respectively. The physical mechanism for radiation-pattern improvement has been well explained by the modulation of surface wave, the reradiation of surface energy, and suppression of surplus surface wave at the grounded edge.     

QPSO算法在天线阵列波形优化中的应用研究

基于优化天线阵列波形的目的,本文采用QPSO算法,对建立的九天线圆阵列模型进行波束赋形优化。本文通过九天线圆阵列模型进行MATLAB仿真实验,结果表明,经过QPSO算法进行优化后,主瓣方向还是保持一致,主瓣增益增大了6 dB;而采用QPSO算法对本文提出的九天线圆阵列与八天线圆阵列进行波形优化的仿真实验表明,主瓣方向还是保持一致,主瓣增益增大了19 dB,并且降低旁瓣个数,验证了模型的可行性。