双边立柱探针耦合的高功率径向线螺旋阵列天线

以提高阵列天线功率容量为目标,提出并研究了一种采用双边立柱探针耦合的48单元高功率径向线螺旋阵列天线.首先介绍了该天线的工作原理与特点,然后从单元天线的设计、耦合探针的设计、阵列布局的设计等方面阐述了天线的设计过程,最后对中心频率为4.0 GHz的阵列天线进行了实验研究.分析结果表明该阵列天线可以实现GW级高功率微波的发射,实验结果表明在3.9～4.1 GHz的范围内,天线驻波比小于1.5,增益大于22.1 dB,口径效率大于47%.     

16单元组合式矩形径向线螺旋阵列天线的设计

提出并研究了一种组合式矩形径向线螺旋阵列天线.介绍该天线的提出背景及工作原理,利用L型电磁组合探针设计和数值模拟了口径为180×180 mm的C波段16单元组合式矩形径向线螺旋阵列天线,并对其进行实验验证.模拟结果表明:该天线在中心频率4.0 GHz下,增益18.74 dB,轴向轴比值0.567;在3.8～4.0GHz的频率范围内增益大于18.27 dB,轴比大于0.567,反射系数小于0.2.实验结果表明:该天线在3.8～4.0 GHz的频率范围内增益大于17.5 dB,口径效率大于83%,驻波比小于1.5.     

三角形栅格矩形径向线螺旋阵列天线的设计

为了提高矩形径向线螺旋阵列天线的极化和匹配性能,将顺序旋转相位技术应用于天线的设计中,提出了一种12单元三角形栅格矩形径向线螺旋阵列天线(子阵).螺旋天线作为单元天线.设计结果表明:天线具有较高的口径效率和良好的匹配特性,能在一定频带内实现微波的圆极化定向辐射,将多个子阵组合就可以构成高增益的大型阵列.同时,通过对子阵的特殊设计,使其具有较高的功率容量,为高功率微波的定向辐射提供了新的技术手段.     

基于双径向线的低剖面径向线螺旋天线

在卫星收发系统中,圆极化天线是一种重要的器件,负责信号的接收和发送。而径向线螺旋天线是一种重要的圆极化天线,但为实现圆极化性能,天线高度需达到0.15λ。通过引入主径向线和副径向线之间的耦合,减小了天线的高度,从而实现了低剖面的径向线螺旋天线。通过在馈电结构中引入贴片电容,从而改善了天线的阻抗匹配性能。所提出的径向线螺旋天线的高度为0.0525λ,仅为传统径向线螺旋天线高度的34%。为验证理论预期的可实现性,设计了基板为FR4、中心频率在1.54 GHz的低剖面径向线螺旋天线。实验结果表明,该天线的实测10-d B匹配带宽和3-d B轴比带宽分别为900 MHz和27 MHz,实测增益在2.9 d Bi,能够满足卫星接收天线的收发要求。     

用于高功率微波测量的圆极化微带阵列天线

在进行高功率微波(HPM)辐射场测量时,测量天线的极化匹配对测量精度影响较大。为提高测量精度,介绍一种微带圆极化阵列天线,采用功分器作为馈电网络,获得了小于1 d B的轴比,与非阵列圆极化微带天线相比,使轴比降低约1 d B。因此,当采用该圆极化阵列天线测量线极化微波的远场辐射时,使极化失配对测量结果的影响由±13%降至±3.6%左右。     

毫米波空馈径向线缝隙阵列天线的优化设计北大核心CSCD

本文设计了一种毫米波空馈径向线缝隙阵列（RLSA）天线。首先采用空气波导取代介质波导以降低天线的馈电损耗,接着分析加载辐射缝隙对造成径向线波导的慢波传输效应,以及不同长度的缝隙对引起的不同辐射相位滞后,然后修正各辐射单元之间的径向距离,以使口径面上所有缝隙对单元能够等幅同相地辐射。这一修正避免了栅瓣的产生,在35GHz工作频率和直径为10个波长的圆口径上实现了53.3%的口径效率。之后,放松各单元等相位辐射的要求,进一步减小单元径向间距Sρ,优化口径效率。最终研制出左旋圆极化RLSA天线,峰值增益达到27.71dBic,口径效率为59.8%,3dB增益带宽为8.37%;实测增益为27.51dBic,轴比0.46dB。     

L波段高功率线极化径向线阵列天线优化设计

针对L波段高功率线极化径向线阵列天线进行了优化设计.分析了影响阵列天线口径效率的因素,通过三种途径优化了口径效率;同时对单元天线进行适当的优化,减小了阵列天线的反射,提高了阵列天线的整体性能,使其更好地应用于实际.模拟结果表明:经过改进后,阵列天线的口径效率从原来的50.57%提高到85.1%,中心频率上的反射系数降为0.1146,且在513兆赫兹的频率范围内反射系数都小于0.2.     

X波段双层16单元正方形径向线螺旋子阵的设计

矩形径向线螺旋子阵的设计是高功率高增益径向线螺旋阵列天线研究的基础,提出并设计了一个X波段双层16单元正方形径向线螺旋子阵,阐述了子阵的工作原理,简要介绍了X波段的辐射单元和耦合探针,重点分析了双层径向线馈电系统,从而得到了一个X波段的子阵模型,并对其进行了数值模拟,结果表明该子阵在8.6～10.1GHz的频带范围内,天线反射系数小于0.1,在9.0～10.0GHz的频带范围内,天线增益大于18.45dB,副瓣电平小于-11.68dB,轴比值小于1.66。     

高功率微波照射下阿基米德螺旋天线响应特性

天线在高功率微波辐照下的响应特性分析是研究后端接收电路干扰特性及毁伤效应的依据。以典型的平面阿基米德螺旋天线为研究对象,利用理论分析和时域有限积分方法相结合,研究了该天线在高功率微波场作用下的时域和频域响应特性,并开展了相关的试验验证。结果表明,通过Friis 传输理论预估的发射功率和实际发射功率的误差在1 dB 量级,仿真得到的响应信号和测试得到的响应信号在时域波形和频谱特性上均吻合较好,仿真方法正确有效,为高功率微波照射下天线响应特性的研究提供了技术支撑。     

基于Matlab的阵列天线数值分析

为了能够快速有效地设计阵列天线,提出了在阵列天线设计过程中引入Matlab进行辅助设计。通过Matlab高效的数值计算能力和强大的绘图功能,直观地归纳出天线性能随着天线结构参数的变化情况,从而为阵列天线设计提供依据。实验结果表明,Matlab高效的数值计算能力可以直观的为阵列天线设计提供指导思路,从而可以快速有效地进行阵列天线设计。     

扁波导馈电的平板缝隙天线阵的带宽扩展

扁波导馈电的平板缝隙天线阵,除了馈电波导内部耦合增强以外,带宽也受到限制.文章从谱域角度分析了缝隙天线的内外场分布,在此基础上,得到了周期波导和金属波导中各模式场的功率/储能谱.计算了波导缝隙天线的Q值并分析其变化规律,解释了扁波导馈电带宽受限的原因是辐射波导内的驻波储能场增强造成的.提出了在缝隙两侧增加扼流槽的改进方案,并同样从谱域的角度分析了该方案对带宽改善的影响.将该方案应用于一个实际的SIW平板波导缝隙天线阵设计中,获得了8.1%的带宽.     

折叠波导缝隙阵天线的展开形变及辐射特性研究

折叠波导缝隙阵天线在太空中展开时可能产生的应力形变会影响其辐射特性,因此在设计时需要充分研究形变的机理和可能产生的影响.本文首先分析和计算薄膜波导在展开时受到拉伸而可能产生的形变,然后分析了形变带来的波导特性阻抗等的变化,以及由此导致的波导缝隙阵天线的驻波、增益以及副瓣电平等辐射特性的变化.该分析方法联系了波导所受外力和电磁场特性之间的关系,为实际工程提供有益的理论指导.     

基于GEMS对Ku波段螺旋阵列天线的设计优化

详细阐述平面螺旋天线阵列,利用其具有效率高、旁瓣低和受环境等影响小等优点改善其整体性能。选择小螺旋作为Ku波段的螺旋阵列天线的辐射阵元,利用基于FDTD算法的GEMS软件仿真,调节螺旋参数满足天线设计指标,借助仿真结果确定天线阵列的几何参数,并对其进行测试。通过调试得到优化的结果,基于仿真结果与实测结果进行分析加工和重设计,以组成更大的天线阵列,满足实际需要。     

舰载波导缝隙阵的FDTD 全波分析

本文在深入研究了时域有限差分算法(Finite-Difference Time-Domain，简称FDTD)和局域导 波端口加载的基础上，对舰载波导缝隙阵进行了全波仿真分析，并利用远场外推的方法计算获得了该阵 列天线的辐射增益(Radiant Gain，简称RG).计算结果表明本方法具有很好的计算精度，在不同工作频 率的仿真条件下均与商业软件的计算结果吻合很好，验证了该方法的通用性和有效性，为进一步进行含 有舰体的并行全波仿真提供了可能.     

基于SIW的多波束波导缝隙阵列天线设计

基片集成波导(SIW)是一种新型的波导结构,具有低插损、高Q值、易于加工和设计等优点,在雷达、通信和导航等领域有很好的应用价值。本文应用SIW技术设计与仿真了一个Ku波段基于Butler矩阵馈电网络的多波束波导缝隙阵列天线。仿真结果表明该天线通过俯仰维实现同时4波束,提供±45o覆盖,具有良好的方向图和驻波特性。它采用一体化设计方式,大大减轻阵列天线重量和减小尺寸,具有较高的工程实用性。     

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。     

3mm 平板波导缝隙阵天线设计研究

3mm 波段多层平板波导缝隙阵天线口面利用率、阻抗带宽明显优于传统单层结构,适用于小型化高 精度无线探测设备。由于3mm 波段波长短,加工误差对天线性能影响较大,本文重点分析了加工工艺对天线参数选 取的影响,对电气设计进行了优化,更好地满足了可制造性要求。通过加工3mm 的平板缝隙阵天线样件,对其缝隙 参数的加工误差进行定量分析,并且对比了电气性能的仿真和实测结果,证明了该设计方法的有效性和实用性。     

一种径向波导Ku波段空间功率合成器的设计和实现

为了实现微波功分／合成电路低损耗、宽频带和小型化,采用等效电路法,外围探针沿径向等距分布在径向波导内,使用HFSS对结构进行仿真、优化,加工制作了四路、八路功分／合成器各一款,损耗在0．5dB左右,带宽大于0．5GHz。此类设计的应用可大幅度减小雷达发射机体积,并提高雷达工作效率。首次导出了径向波导功分／合成电路的简洁等效电路模型,此类设计也是首次投入实际应用。     

一种新颖的圆极化波导阵列天线设计

介绍了一种新型的Ku波段赋形圆极化波导缝隙阵列天线设计,采用矩形波导宽边纵向直缝隙耦合馈电四脊方形开口波导实现了波导天线的圆极化工作;采用波导窄边耦合器形式的功分器和配相波导组成的馈电网络,控制各线阵的幅度和相位,利用幅度和相位加权的方法实现了圆极化波导天线的波束赋形工作。基于项目需求设计、加工了一套24×16单元天线阵列,测试结果表明,该天线在3%的频段内轴向轴比优于3.0dB、驻波比优于1.6、赋形波束区域覆盖了-40°~0°的范围,满足了项目的指标要求。