耦合激励系数及对称振子阵列天线的有源方向图研究

为了深入探讨相控阵天线单元间的耦合对阵中单元方向图的影响,以阵列天线单元S参数为基础,给出了阵列天线单元的耦合激励系数计算公式,利用阵列天线单元间的耦合激励系数分析计算阵中单元的有源辐射方向图. 同时利用矩量法分析由偶极子单元组成的阵列,并把阵列中每个单元的感应电流幅度和相位与耦合激励系数的幅度和相位进行比较,二者数据基本一致. 矩量法计算的单元有源方向图与本文提出方法的计算结果吻合良好,验证了本文给出的阵列耦合激励系数及阵列天线阵中单元有源方向图计算方法的可靠性.     

相控阵天线的耦合激励系数及盲点研究

为了深入探讨相控阵天线单元间的相互耦合,以阵列天线单元S参数为基础,分别分析了振子形式辐射单元和缝隙形式辐射单元组成阵列的辐射单元之间的耦合关系,并利用天线单元的耦合激励系数分析计算了阵中单元的有源辐射方向图。对阵列中每个单元的耦合激励系数的幅度和相位进行了分析,发现平行排列单元和轴向排列单元的耦合激励系数的相位存在差异,平行排列时激励单元与相邻单元间的相位相差较小,这种差异是阵列产生盲点的主要因素。     

宽带有源天线阵列设计

宽带有源天线阵列在实现工作频带内无栅瓣扫描时,其辐射单元口径和单元间距在工作频段的低端就会显得过于狭小和紧密,在频率低端阵列增益偏低,有源电路布置空间局促。应用波长比例缩放阵列（WSA）来实现宽带有源天线阵列,阵列是由两种或两种以上不同带宽的天线单元组成的异构阵列,兼顾了高低频段阵列性能,为有源电路布置提供了充裕空间。通过电磁计算,验证了该方法的可行性和高效性。针对WSA阵列的工程应用,提出了一种典型的天线阵列结构、片式收发组件和射频互联电路设计。该设计为超宽带多功能有源相控阵天线的应用提供了一种新的方案。     

考虑互耦的阵列天线辐射近场近似计算方法

针对大规模阵列天线辐射近场电磁兼容性问题,基于有源单元方向图原理和子阵信息的综合方法计算了大规模阵列天线辐射近场场强的分布。该方法采用等效技术获取大规模阵列天线的端口特性,进一步结合天线单元的远场数据综合分析得到大规模阵列天线的近场分布;计算结果表明,在满足天线单元辐射远场条件下,该方法能够准确计算出大规模阵列天线的辐射近场分布。相较于全波分析,本方法在保证精度的同时,提高了计算效率,并且具有良好的灵活性。通过全波分析的数值算例验证了该方法的正确性。     

基于机电耦合的有源相控阵天线辐射和散射特性综合优化

针对有源相控阵天线的雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)计算复杂、缩减困难,以及RCS与辐射性能难以兼顾问题,基于阵面结构变形与安装引起的辐射单元位置偏移分析,利用辐射单元相位误差,建立了有源相控阵天线阵列散射因子RCS的机电耦合模型.并基于该耦合模型,应用粒子群优化算法,优化阵面所有辐射单元的安装高度,以实现有源相控阵天线辐射性能和散射性能的全优.仿真结果表明,所建立的耦合模型及综合优化方法能够在保证有源相控阵天线辐射性能的条件下,有效缩减其RCS,具有重要的工程应用价值.     

SIW 耦合馈电阵列天线

提出一种新型宽带、结构紧凑的基片集成波导(SIW)背腔阵列天线的设计方法。所设计的SIW 阵列由紧密相连的背腔构成馈电网络,每个背腔上开宽缝作为辐射单元。SIW 背腔天线单元紧密排列,主要通过单元间感性耦合窗耦合馈电。SIW 背腔既是辐射单元又能实现能量分配,不需加载额外的馈电网络,因此该阵列结构十分紧凑。工作在20 GHz 频段的2×2 SIW 耦合馈电阵和4×4 SIW 耦合馈电阵已加工实现,仿真和测试结果表明所提出的SIW阵列设计方法简单、阵列结构紧凑、天线辐射性能良好。另外,本文研究了高增益大规模阵列天线的组阵方法。在2×2 SIW 耦合馈电阵的基础上,采用8×8 SIW 并联馈电网络加载天线子阵的方法设计了16×16 宽带高增益SIW 阵列天线并进行了加工测试。结果表明,采用这种组阵方法,天线阵阵元排布紧密,天线具有带宽宽、增益高、损耗低等优点。     

强耦合发射阵的电磁兼容分析

对于强耦合有源相控阵,其阵中单元存在共模和差模两种辐射模式,为减小共模辐射对发射系统的 干扰,本文从奇偶模理论出发,对阵中单元天线的辐射模式进行分解,得到与发射系统输出相关的奇模阻抗和奇模 辐射功率,其意义在于实现了强耦合阵列端口两种有源阻抗分离,从而为单元端口匹配提供了理论支持;本文最终 以3伊3 强耦合阵为例,用一种180毅混合巴伦对耦合天线奇、偶模进行物理分解,并进行了阻抗匹配设计,实验结果表 明,该方法有效降低了系统中的共模干扰,对一般有源阵列电磁兼容分析及工程应用具有参考意义。     

一种可用于相控阵的双点馈多层圆极化微带天线

设计出了一种双背馈空气夹层微带圆极化天线单元,该天线单元具有13％的阻抗带宽,最大辐射方向上轴比2．5dB。用该天线单元以顺序旋转的方式组成四元阵,再用八个该天线单元和两组一分八功分器组成八单元阵列,研究了该阵列天线圆极化波束分别指向天线阵法向和偏转30°时的辐射特性和极化特性。该天线单元组阵圆极化轴比特性好,易于实现波束扫描,适合用于有源相控阵系统。     

一种考虑互耦计算大型阵列天线辐射和散射场的新方法

为了解决考虑互耦情况下大型阵列天线的辐射和散射场的计算难题,提出一种基于有源单元方向图法结合小阵外推大阵思想的新方法.不同于以往先逐个计算阵列环境中各个单元的辐射和散射场,再利用叠加原理来求得阵列总场的传统意义下的有源单元方向图法.文中通过公式推导,简化了该方法的操作过程,将大型阵列的计算问题转化为两个小型阵列的总场计...     

简洁构型与馈电的宽带双极化金属锥阵列天线北大核心CSCD

本文提出了一种宽带双极化金属锥阵列天线。该阵列天线以传统的旋转体天线结构为主体,通过在锥体底部开设四道正交的直通槽,以便在锥状单元内部形成可与地板间构成匹配谐振腔的开放式空腔结构。在阵列中,任意两个相邻的锥状单元之间可形成类似于Vivaldi天线的辐射缝隙结构。馈电采用同轴馈电方式,探针无弯折结构,金属锥体无弯折过孔。每个金属锥状单元独立,可极大简化加工、装配和维护过程。该天线具有两个正交极化,分别由左右和前后相邻单元构成。仿真结果表明,在频率范围为2～8GHz内,阵列大部分有源VSWR小于2,小部分端口有源VSWR小于2.5 (相对带宽为120%)。     

一种S波段宽带微带贴片天线阵列的设计

介绍了一种宽带微带贴片天线单元及2元阵列的设计方法,天线工作的中心频率为rl_5OHz（S波段）。天线单元设计中采用口径耦合理论和层叠贴片天线结构,有效增大了天线的阻抗带宽。仿真结果表明该天线阵列实际增益达到11．9dB;在2．27～2．78GHz频率范围内端口驻波比小于2,相对带宽为20．4％;交叉极化电平为-31dB,证明该天线阵具有宽频带、低交叉极化等优良性能。     

一种宽频带二元微带天线阵的设计与制作

设计了一种连续旋转馈电方式下层叠结构的双单元圆极化微带天线阵。讨论了利用调谐支节优化层叠结构微带天线阻抗带宽的方法,并在此基础上引入连续旋转馈电方式组成了二元微带天线阵。制作并测试了相应的天线阵,结果表明:采用层叠结构可以有效扩展微带天线的阻抗带宽,同时提高了天线增益,连续旋转馈电技术则提高了天线阵的圆极化纯度,测试结果与仿真吻合较好。     

抗干扰天线及天线阵列研究

本文对抗干扰天线及天线阵列进行了研究,提出了一种小型化的微带贴片天线,并使用该天线单元进行组阵。文中提出的立体天线阵列的主天线单元实现了宽波束和在低仰角方向上增益的改善,能够满足工程应用的需要。     

一种槽耦合的双频双极化微带天*线

设计了一种适用于基站天线的双频双极化微带天线单元，该天线单元采用槽耦合、多层贴片和对称馈电的结构形式。用商业软件Ansoft对天线的电特性进行仿真计算，制作了实验模型，测试结果优于仿真结果。天线在880-960MHz的GSM（全球移动通信系统）频段和1710～1880MHz的DCS（数字蜂窝系统）频段上的反射损耗均大于10dB，在两个频段上极化互相垂直的两个端口的隔离度均大于24dB。     

一种天线馈源用宽带孔径耦合层叠微带贴片阵的设计

介绍了一种宽带孔径耦合层叠微带辐射单元的工作原理,着重分析了该辐射单元主要结构尺寸对其阻抗带宽的影响。该辐射单元阻抗带宽（VSWR≤2：1）在S波段达到了30％以上。作为某抛物反射面天线的馈源,由4个该辐射单元组成四单元微带贴片天线阵后,其性能满足天线系统要求。     

双圆极化共形相控阵天线研究

设计了一种基于十字缝隙耦合双圆极化微带共形相控阵天线。首先设计了微带天线单元,分析了天线各结构参数对天线性能的影响。通过电桥向偏馈于十字缝隙上的馈线馈电,实现等幅、相差90°馈电,电桥的两个端口分别获得旋向相反的圆极化信号。然后对天线单元进行了测量,结果表明天线轴比小于3dB 的带宽为16%,驻波小于1.5 的带宽 为17%,波束宽度大于87°。最后对5×5 共形相控阵天线进行了仿真与测量,结果显示天线可以扫描60°,适合用作载体共形的卫星通信天线。     

一种低方向性的球形共形全向天线阵列设计

传统的球形共形天线阵列馈电网络复杂,每个天线单元需要单独馈电和控制相位,导致天线阵列效 率较低。文中提出了一种采用口径耦合馈电的单馈球面共形全向天线阵。为球形天线阵列设计了一个1 分30 的馈 电网络且直接集成在了阵列内部。这样可以通过一个端口给所有的天线单元馈电,从而降低了馈电的复杂度,提高 了天线效率。阵列的方向图在x-y 平面上是全向的。x-y 平面的增益变化小于1 dB,x-z 平面的半功率波瓣宽度约为 120°,实现了比传统全向更大的空间覆盖范围。天线的方向图最大增益为1 dBi。     

一种P波段宽带双极化微带天线阵列

介绍了一种P波段宽带双极化微带天线单元及2元阵列的设计。天线单元设计中采用口径耦合理论和多层贴片结构,增大了天线的带宽,两个极化端口采用共面馈电;馈电网络设计中采用反相馈电技术有效抑制了交叉极化,采用短路耦合线实现反相馈电,降低了对天线带宽的影响。仿真结果表明,该天线阵实际增益达到11.8dB,水平极化端口在0.68～0.86GHz频率范围内驻波比小于2,相对带宽为24%;垂直极化端口在0.63～0.86GHz频率范围内驻波比小于2,相对带宽为30.6%,两端口隔离度高于40dB。     

分形天线的特性分析及其在MIMO天线中的应用

分形最基本的特征是自相似特性与分数维,可以很好地应用于设计天线.与传统天线相比,在性能保持相近的情况下,分形天线表现出两个突出的优势:减小天线尺寸和使天线在多频带下工作.文中以Koch天线、分形树天线和分形环天线为例,说明了分形天线减小天线尺寸的优势;以Sierpinski基垫天线为例,说明了分形天线增加天线工作频带的优势.还对Minkowski分形天线阵列进行了分析,表明作为天线阵列单元的分形天线,可以提高天线阵的辐射特性.文中提出了将Minkowski分形天线应用于多输入输出(MIMO)天线中.     

多层微带贴片天线单元和阵列设计

该文通过结合经验公式和全波分析法,设计了一种电容补偿双层贴片、四层介质的微带贴片天线单元,该单元天线在频率为995～1125MHz的范围内,在驻波比SWR<1.5的情况下,相对阻抗带宽达到12.26％的工程要求。此外,该文给出由该单元天线组成的2×16天线阵以及天线阵的驻波比的实测结果,最后给出天线阵的各单元排列方式和单元之间的互耦特性曲线的实测结果。