一种新型U频段圆极化介质棒天线

设计了一种由同轴矩形波导变换段、矩圆波导变换段、圆极化段和介质段组成的新型U频段圆极化介质棒天线,给出了相应的设计方法。仿真结果显示,在6%的带宽内驻波优于1.5,频带内轴比优于2 dB,3 dB波束宽度约为22°。该介质棒天线可用作U频段反射面天线或透镜天线的馈源。     

Ka频段介质棒天线优化设计

作为毫米波成像系统焦平面阵列馈源的天线中,介质棒天线相对于传统波导、喇叭天线和渐变缝隙天线具有一些重要的优势。通过对介质棒天线的理论分析、仿真和实测,提出了一种新型结构的介质棒天线,研究了影响其特性的各种结构参数,对其进行了优化设计。该天线可通过增加长度而非横截面来提高天线增益,在较宽频带内具有较低的回波损耗,平稳的增益,较低的副瓣电平、互耦和交叉极化电平,易于排成紧密的馈源阵列,以更低的溢出损耗实现对透镜或反射面天线的有效照射。     

介质加载超宽带四脊喇叭馈源

针对四脊喇叭馈源在高频区域照射效率急剧下降,进而导致馈源工作带宽受限的问题,文中提出了一种介质加载超宽带四脊喇叭馈源。研究表明:四脊喇叭中央加载的介质棒能够起到稳定四脊喇叭高频区相心位置和展宽高频区波束宽度的作用,从而将原四脊喇叭馈源的工作带宽从5 个倍频程扩展到10 个倍频程。该馈源反射系数低于-10 dB,用于照射焦径比为0. 36 的10 m 反射面天线,整个频带内天线口面效率高于50%。     

卫星便携站馈源喇叭天线的研究和设计

对卫星便携站的馈源喇叭进行了研究,并设计了一款新结构的介质加载馈源喇叭天线,以替代该卫星便携站原有的波纹喇叭馈源。该介质加载馈源喇叭天线的特点是结构简单、组装简易、成本低廉。通过比较和分析,该天线具有增益高、反射小、交叉极化低、波束对称及波瓣尖锐的优点,尤其是天线的口径效率最高可达到95.7%。可见介质加载馈源喇叭非常适用于卫星便携站的馈源以及卡塞格伦天线的初级辐射器。     

Ka波段被动成像天线系统设计与研究

针对Ka波段被动毫米波成像应用,设计了一种由介质透镜与缝隙天线馈源组成的天线系统.将高斯波束理论与光学透镜中的等光程原理相结合,设计了一种大口径介质透镜,该透镜具有良好的聚焦性能;提出了一种新型的共轭直线渐变缝隙天线作为透镜的馈源,该天线呈现出截面小、增益高的优良性能,可以在焦平面上形成密集的馈源阵列.将所设计的介质透镜与馈源天线进行联合仿真,研究结果表明,该系统在距透镜2.81 m处聚焦焦斑为50 mm,并且在±5°偏焦时聚焦焦斑都小于60 mm.所设计的天线系统具备很好的聚焦性能且具有较大的偏焦工作角度,可以适用于被动毫米波近场成像应用.     

基于基片集成波导馈电的Ka波段渐变缝隙天线设计

在被动毫米波 (PMMW) 成像焦平面阵列 (FPA) 馈源的天线中,直线渐变缝隙天线 (LTSA) 相对于传统的喇叭天线、介质棒天线具有其独特的优势。该文优化设计了一种新型的对跖直线渐变缝隙天线 (ALTSA),通过加载超材料结构使天线的增益得到了改善,天线采用基片集成波导 (SIW) 技术进行馈电。通过仿真与测试分析,该天线在较宽的频带内具有良好的阻抗特性、较低的副瓣电平及较高且平稳的增益,所设计的天线具有较小的口径宽度,在焦平面中易于组成较为密集的馈源阵列,以提高被动毫米波成像的空间分辨率。     

一种宽频带圆锥波纹喇叭设计

设计了一种工作频带范围为22-30GHz 的圆锥波纹喇叭。通过电磁场仿真软件HFSS 对该天线进行仿真,计算了天线的驻波系数、交叉极化、增益方向图、相位中心等参数。计算结果表明,该波纹喇叭方向图对称性好、交叉极化低,可用作高性能反射面天线馈源。     

基于介质波导混合模式的双频馈源喇叭天线

随着大型反射面天线技术的不断发展,天线系统对设备功能的多样化与一体化提出了更高的要求,馈源作为大型反射面天线的核心,其性能决定了反射面天线整体特性。文章基于介质波导混合模式提出了一种介质加载双频馈源喇叭天线,工作于X(7.25~7.75 GHz) / Ka(21~22 GHz)频段。利用特征值理论求解双层介质波导中电磁场表达式,通过改变双层介质波导拓扑结构,形成表面波态的混合模式HE₁₁。在X频段由于喇叭口径小,形成了E面H面等化的方向图;在Ka频段,通过改变介质锥形状,形成类似点源辐射,也形成了E面H面等化、交叉极化低的方向图。对该馈源进行加工并测试,测试方向图与仿真结果较为吻合。将该馈源应用于卫星地面接收系统的13 m环焦反射面天线,经验证,该天线在工作频段口面效率均≥60%。     

一种新型的介质反射面天线

提出了一种新型的多层介质结构的反射面天线，反射平面上所需要的相位补偿通过选择合适的介质厚度来实现，使用几个多层圆形介质即可满足条件。与传统的高增益天线相比，该结构设计简单，加工方便。验证了几种不同层数的结构和一个等口径的抛物面反射面天线。加工并测试了一个采用Vivaldi做馈源的4层结构的反射面天线。仿真和测试结果均表明该天线具有良好性能。     

一种基于介质加载的地球覆盖波束天线设计

地球覆盖波束天线为低轨卫星与地面终端之间的数据传输建立了通道,文中研究了一种新型的介质 加载地球覆盖波束天线。基于介质加载的方法,文中提出了一种圆极化地球覆盖波束天线设计,该天线由馈电网 络、馈源和介质三部分组成,介质包括底部圆柱部分和顶部半球部分,馈源集成于介质内部。设计的地球覆盖波束 天线工作在C 波段,轴向0°~64°范围内增益在0 dBic 以上,40°方向增益为5. 2 dBic。天线尺寸紧凑,辐射波束具有 较好的空间截止特性,可满足立方星应用。     

Phased array for millimeter wave frequencies

A phased array is presented at a frequency of 70 GHz, consisting of a corporate feed, ferrite phase shifters and dielectric rod antennas. Metal waveguides were utilized to construct the feed network, whereas a special dielectric waveguide structure was employed for the ferrite phase shifter and dielectric rod antenna. Beam scanning can be performed electronically controlled in the horizontal plane.     

Radiation characteristics of the short dielectric rod antenna: A numerical solution

The problem of the dielectric rod antenna is studied numerically. The surface integral equation is used to simulate the problem in its actual form. From the surface currents induced on the antenna surface, the far-field radiation patterns are calculated. Different parameters are considered, such as the extension of the dielectric from the waveguide aperture, the waveguide and the dielectric diameter, the dielectric constant and finally the effect of shaping of the dielectric end. The performance of the antenna as a feed for the reflector antenna is also studied by calculating the gain factor, spillover efficiency and the phase center location of the feed. Some of the results are compared with the available experimental data of Dombek. The agreement is found to be excellent.     

Circularly Polarized Linear Array Antenna Using a Dielectric Image Line

A new circularly polarized antenna using a dielectric image line is proposed. This antenna is composed of a slotted conductive plane and a rectangular dielectric rod. This paper describes the design of and experimental results achieved with the circularly polarized array antenna fed by a dielectric image line. The fundemental characteristics of the image line are also presented. Since this line's losses are far lower than the microstrip line losses in the millimeter wavebands, antenna feed line losses expect to be also very low. Bandwidth within the 2-dB axial ratio was more than 7 percent, and the angle range within the same ratio was more than +-7.8 degrees at 29.5 GHz. This antenna is far superior to the microstrip line feed array antenna in the millimeter wavebands.     

介质杆天线的时域特性分析

超宽带技术在通信、雷达等众多领域获得广泛应用，时域天线是其关键技术。对介质杆天线用作时域天线的可行性进行了分析，并给出选择介质杆参数的依据。同时还使用FD-TD(时域有限差分法)数值计算方法分析了在超宽带情况下介质杆的直径、激励方式及终端渐变方式对天线的传播特性及辐射特性的影响。分析表明这种天线适宜用作时域天线。     

Experimental study of a dielectric rod enclosed by a waveguide for use as a feed

A dielectric rod enclosed by a short length of cylindrical waveguide has been studied for use as a feed for a reflector antenna. The feed dimensions are optimised experimentally with respect to the E- and H- plane pattern symmetry, low crosspolarisation and input matching. The v.s.w.r. and phase patterns are also described.     

Ku、Ka频段龙伯透镜馈源阵列技术研究

针对卫星通信中龙伯透镜天线不同频段的馈源并排放置导致最大波束指向的偏移,无法实现多频段馈源上、下行跟踪同一颗卫星,提出了馈源阵列馈电的方法。通过辐射口面采用介质杆天线取代喇叭以改进馈源,此方法减小了馈源的阵间距,利于馈源组阵。结果表明:利用馈源组阵技术可以解决波束偏焦问题,实现多频段收发同一颗卫星的目的,同时也分析了阵列馈源馈电对天线增益和效率的影响。     

馈电同轴芯径对微带天线性能的影响

针对同轴线馈电的微带天线,建立了等效电路模型。该等效电路表明,馈入到微带天线内部的导体直径直接影响天线的输入阻抗。为此设计了单频圆极化微带天线,采用电磁计算软件HFSS仿真计算了不同馈电芯径对天线参数的影响,验证了该理论。同时设计了双层介质的双频微带圆极化天线,采用同一个馈点馈电,上层微带介质中馈电导体的直径与下层微带介质中馈电导体直径不同。通过HFSS软件的优化仿真,得到了对应于两个不同频段的最优上下层馈电导体直径,获得了最佳的驻波。研究表明,对于单频和双频微带天线,通过优化馈入到介质中导体的直径可以改善天线的驻波特性。     

An NRD fed dielectric rod antenna for the short millimeter wave band

A simple E-plane tapered rectangular dielectric rod fed by NRD guide is used as a millimeter wave antenna. This class of aerial features attractive radiation patterns with relatively low sidelobes and moderate gain. The measured results show that such an antenna and mounting structure can be exploited as effective radiating element in the short millimeter wave frequency band.