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。     

改进遗传算法应用于超低副瓣天线阵的综合设计

提出了一种改进的遗传算法.在同一代中对各个个体采用不重复交叉和不重复变异的策略和分别在交叉和变异后采用精英保留的策略,并改进了自适应规则.将该算法应用于实现线阵超低副瓣方向图.将各个天线单元的电流幅度和单元间距作为参量进行优化.给出了线阵天线单元在不同单元个数和不同间距条件下的优化结果.结果表明,该改进的遗传算法能够优化实现低于-40dB的超低副瓣,优于已有文献中遗传算法对天线阵副瓣的综合设计结果.     

基于遗传算法的栅格天线阵旁瓣电平优化方法

在推导出栅格天线阵列方向图的基础上,提出一种基于遗传算法的栅格天线阵旁瓣电平优化的方法。此方法首先简化栅格天线阵物理模型,给出等效模型下的阵列方向图,然后以栅格天线阵的短边电流幅度为优化参量,以阵列天线方位面的副瓣电平为适应度函数,利用遗传算法的最优化搜索得到满足副瓣要求的电流幅度,再通过电流幅度计算辐射单元阻抗,最终设计出满足要求的低旁瓣栅格天线阵。为了验证该方法的有效性,对一种频扫微带栅格天线进行了优化,在电磁仿真软件中对优化后的天线进行了仿真,根据设计结果加工制作了原型天线并进行了测试,测试结果显示优化后天线阵的副瓣电平降低了5dB,优化效果明显。     

新型双波段共面微带/波导单脉冲天线设计

提出了一种新型共面双波段单脉冲天线设计方法, 分别给出了两个频段的驻波曲线和辐射方向图的测试结果.该天线在有限的空间内采用小型化边缘馈电的微带天线阵列与波导缝隙天线阵列复合, 实现了两个频段的单脉冲天线共口径排布, 天线厚度29 mm, 重量小于1 kg.测试结果表明该新型双波段单脉冲天线能够在X、K两个特定频段下分别得到-19 dB和-22 dB的副瓣性能及38%和45%的辐射效率, 实现了与单模相当的单脉冲方向图性能, 满足了未来复合制导系统对高性能天线的需求.     

基于遗传算法的超宽带微带天线优化设计

将遗传算法应用于超宽带微带天线设计.建立了基于遗传算法和高频电磁仿真软件(HFSS)的优化工程.在此基础之上,优化设计出了一款超宽带微带天线.讨论了该优化工程的操作流程,并对天线特性进行了研究.研究结果表明:所设计天线在3.1～10.6 GHz频段内的回波损耗小于-10 dB,具有良好的超宽频带特性.     

基于遗传算法的微带缝隙串馈赋形波束天线

使用遗传算法设计了一种串联馈电的8单元微带缝隙阵列天线.天线工作中心频率为3.5GHz,通过在适当位置插人不同特性阻抗的微带馈线,实现了天线在俯仰面95°～130°范围内双侧辐射的余割平方赋形波束设计;同时,将上半空间副瓣电平控制在-19dB以下.在其中心频率上,天线回波损耗小于-35dB,增益达10.9dBi.实测结果与设计结果一致性较好,说明了设计方法的可行性.     

V频段圆柱龙伯透镜天线设计

设计并实现了一种V频段圆柱龙伯透镜天线.在平行平板波导间,根据龙伯透镜原理与介电常数等效原理,推导出了圆柱龙伯透镜天线的理论设计公式,并结合商业仿真软件高频结构仿真器(HFSS)仿真分析和优化,完成天线设计.仿真结果表明,该V频段圆柱龙伯透镜天线增益为21.4 dBi,波束宽度为1.56o,副瓣电平为-14.7 dB.根据设计结果,加工和测试验证V频段圆柱龙伯透镜天线的可实现性,实测结果表明,该天线增益为20.1 dBi,波束宽度为1.60o,副瓣电平为-11.1 dB,天线效率为45.7％,说明该天线具有一定的工程应用价值.     

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.     

77GHz全金属车载雷达天线阵列设计

本文设计了一种应用于77GHz的全金属车载雷达天线阵列，天线的辐射单元采用单脊波导开缝的形式，实现了水平极化的辐射模式，并且结构更加紧凑，然后通过调整各个缝隙偏移中心的距离来满足切比雪夫电流分布，使天线在H面方向上的副瓣得以有效降低。天线的馈电部分通过一个一分八的E面不等分功分网络将8个天线辐射单元组成阵列来提高增益，并防止能量泄露，对不等分功分网络的幅度和相位进行优化设计，使其满足天线阵列在E面上的低副瓣需求。仿真结果表明，在所需的76-77GHz频段内|S11|小于-10dB，增益大于24.7dBi,E面和H面的副瓣电平分别优于-25 dB和-20 dB，方向图稳定。所设计的天线阵列结构紧凑，易于加工，在车载应用中具有良好的前景。     

基于准光技术的亚毫米波单脉冲天线

基于准光技术在亚毫米波频段设计分析了一种单脉冲天线。采用时域有限差分(FDTD) 方法结合斯特拉顿-朱兰成(Stratton-Chu)公式对该准光单脉冲天线的辐射性能进行了严格的仿真分析。为了进一步抑制辐射和波束方向图的副瓣电平,引入了修正的介质双曲透镜。仿真结果表明,该单脉冲介质透镜天线具有良好的辐射特性,其中和波束的副瓣电平小于-11.9 dB,差波束的零深低于-30.0 dB,不平衡度小于0.50 dB。     

DESIGN OF A SHAPED BEAM BASE STATION ANTENNA USING GENETIC ALGORITHM

Genetic algorithm is used to optimize a base station antenna in order to achieve ashaped beam in a frequency band. During the optimization process5 different antenna models havebeen evaluated using the Method of Moment (MoM). As a result of this optimization, a shapedbeam antenna with suppressed sidelobe smaller than-18dB, backlobe smaller than-30dB and     

多频段环焦型椭圆波束天线优化设计

针对小口径低剖面天线的多频段、低旁瓣和高效率的需求,提出一种基于切割赋形环焦天线和非均匀有理B样条（non-uniform rational B-spline,NURBS）曲面的环焦型椭圆波束天线的综合优化设计方法. 该方法首先采用样条函数将一维口面场参数化,针对赋形切割环焦天线进行第一次快速优化设计;然后,用NURBS曲面将优化后的天线主副反射面再次参数化,引入多目标优化差分进化算法,以天线效率和第一旁瓣为优化目标,对该环焦型椭圆波束天线进行第二次优化设计. 应用该方法设计并加工了一个410 mm×720 mm的环焦椭圆波束天线,工作频率覆盖了Ku/K/Ka三个频段,天线总效率达到49%以上,第一旁瓣低于–14 dB,电压驻波比小于1.44∶1. 实测结果和全波仿真结果吻合良好,验证了本文设计方法的有效性.     

一种自适应的毫米波多波束天线

本文设计了一种自适应的毫米波多波束天线.采用一种新颖的馈电方式来产生低副瓣、高增益、高邻近波束重叠的窄波束.并且采用数字波束形成技术来产生多波束.仿真和计算结果表明,这个天线的波束波瓣宽度可以达到1°,并且副瓣电平低于-25dB.采用自适应技术后,可以得到小于-30dB的理想零陷.     

Development of a 45 GHz multiple-beam antenna for militarysatellite communications

Design and experimental results of a wide-angle coverage 45 GHz multiple-beam antenna for military satellite communications are presented in this paper. The high-gain spot beams with low sidelobe levels and efficient adjacent beam overlap are generated by employing an offset parabolic reflector with overlapping feed clusters. The beam shape can be adapted to cancel either single- or multiple-jammers by varying excitations within the feed cluster corresponding to the beam. Development of antenna components including Potter horn, polarizer, phase-amplitude controller, and beamforming network is discussed. Measured results of the demonstration antenna have shown that sidelobe and crosspolar levels of better than -25 dB are achieved for beams scanned over an eight-degree diameter circular coverage region. The adapted patterns of the antenna agree well with the computations, and null depths of better than 30 dB have been realized over a 4.5% bandwidth     

W波段双极化单脉冲天线设计

为了探测目标的极化特性,研制了工作在W波段的双极化单脉冲卡塞格伦天线.天线由主反射面、副反射面、馈源喇叭、正交模耦合器及和差器组成.天线主反射面口径为137 mm,馈源为五喇叭形式,正交模耦合器采用渐变波导匹配方案,和差器通过平面型定向耦合结构实现.通过将馈源喇叭、正交模耦合器及和差器集成设计,减小了连接损耗,压缩了天线纵向尺寸.测试结果表明,天线驻波带宽约3. 7 GHz,极化隔离度优于35 dB,和波束增益大于37. 9 dBi,副瓣电平优于-15 dB,差波束零深优于-25 dB.天线在W波段实现了较好地双极化单脉冲性能.     

一种宽带低剖面高增益低副瓣定向平板天线北大核心CSCD

研究设计了一款低剖面、宽带、高增益、低副瓣的定向平板天线。为了实现低剖面,采用了宽带微带天线单元、馈电网络等设计,定向天线整体采用印制板;为了实现低副瓣,采用阵列天线与馈电网络的一体化设计,用多层印制板加工技术实现天线单元间不等幅度的馈电精度,尽可能减少人工装配步骤,以降低装配误差。文中对设计的低副瓣定向天线进行了加工测试。测试结果表明,所研制天线的阻抗带宽为26.1%。在阻抗带宽范围内,可以实现最大增益大于23.6 dBi、E面和H面的副瓣电平分别小于-27.4 dB和-28.3 dB、前后比小于-42.2 dB。     

Scalar horn with shaped lens improves Cassegrain efficiency

It is shown that the aperture efficiency of a classical Cassegrain antenna can be considerably improved if the radiation pattern of the feed is optimally shaped. The corresponding optimum field distribution Over the aperture of the feed consists of a circular main lobe which is surrounded by concentric sidelobe rings. This optimum field distribution with one sidelobe ring included is realized by shaping of a dielectric lens which is positioned in the aperture of a corrugated horn antenna. The design can provide a theoretical aperture efficiency of 90.5 percent when subreflector diffraction and aperture shadowing are neglected, i.e., an improvement of 0.4 dB compared to an optimum conventional feed. Measurements of a model at 22.8 GHz gave a practical result of 85.6 percent. If the model is used to feed a 30 m radiotelescope the overall antenna efficiency becomes about 71 percent.     

高效率低旁瓣天线口面场分布函数研究

在赋形双反射面天线中,口面场分布函数对天线电气性能起到至关重要的作用。口面场分布函数妆接影响天线的增益和近角旁瓣。在传统卫星通信地面站中,要求天线第一旁瓣电平在-14dB以下,口面利用率在90%左右,而射电天文望远镜要求天线第一旁瓣电平小于-20dB,口面利用率要求在85%以上。研究并给出了一种整个口面能量均匀分布而外边缘低锥销的口面场分布函数,可以满足高增益,低旁瓣的要求。     

Sidelobe Reduction of Low‐Profile Array Antenna Using a Genetic Algorithm

A low‐profile phased array antenna with a low sidelobe was designed and fabricated using a genetic algorithm (GA). The subarray distances were optimized by GA with chromosomes of 78 bits, a population of 100, a crossover probability of 0.9, and a mutation probability of 0.005. The array antenna has 24 subarrays in 14 rows, and is designed as a mobile terminal for Ku‐band satellite communication. The sidelobe level was suppressed by 6.5 dB after optimization, compared to the equal spacing between subarrays. The sidelobe level was verified from the far‐field pattern measurement by using the fabricated array antenna with optimized distance.