X波段FMCW雷达系统设计方法探究

大多数调频连续波(FMCW)雷达系统都是基于单片毫米波单片微波集成电路(MMIC)实现的,而X波段集成度如此高的MMIC却几乎没有。文中基于实际应用需求,从需求分析、方案选择、系数工作参数选择和软件流程设计等方面详细阐述了FMCW雷达的设计过程,基于此研发了一款X波段FMCW雷达系统,并进行了实物测量和指标验证。试验结果表明,雷达系统指标满足应用要求,系统设计方案有效可行,设计思路和方法具有指导性,为小型FMCW雷达系统设计提供了新的参考思路,具有较大的工程意义和实用价值。     

3mm波段FMCW近程雷达的研究

介绍了三毫米波段FMCW近程雷达作用距离的计算、雷达参数选择和测距精度的分析方法。并给出了所研制的3mm波段FMCW近程雷达的测试结果。     

龙伯透镜天线及其应用

伯透镜天线（Luneberg Lens）由R．K．龙伯（R. K．Luneberg）于1944年提出．距今已有超过60年的历史。经过工程技术人员的不断更新和改良，现在这项电介质透镜天线技术被广泛用来制造低成本、高增益和易于操作的微波天线，主要应用于移动接收站对卫星的跟踪等方面。     

一种W波段圆极化微带天线研究

研究了不同馈电形式的W波段圆极化微带天线阵列,并采用等幅同相馈电方式以及新型波导到微带过渡结构,完成了圆极化阵列天线的设计.由理论分析和仿真结果可知,通过选择合适的介质,以及利用单元间等幅同相馈电,既能有效减小W波段天线的损耗,又能实现圆极化的良好轴比特性.功分网络的合理排布,波导到微带过渡结构亦有利于减小天线损耗.对8×8阵列天线进行实测,S(1,1)小于-15dB的相对带宽为4.3%,轴比小于3dB的波瓣宽度为11°,中心频点94GHz时天线增益为20.6dB,与仿真结果基本吻合.     

加载介质透镜的超宽带平面螺旋天线设计

针对乳腺癌检测、成像等医疗领域对天线高增益及宽频带的需求,研究设计了一款加载介质透镜的超宽带平面螺旋天线。该天线采用双臂平面阿基米德螺旋天线作为辐射单元,在辐射臂外围间隔一定距离处加载金属圆环以改善驻波性能,并由指数渐变式微带巴伦作为馈电结构。天线顶部加载介质透镜,底部设置金属圆台形反射背板,实现了调整波束形状和提高天线增益的目的。加装圆柱形天线罩后天线高度约为87.53 mm,直径约为46.50 mm。仿真结果显示,天线在3－12 GHz 工作频带内回波损耗小于-10 dB,辐射方向图呈现良好的定向辐射特性,实测结果与仿真结果基本一致。     

毫米波低副瓣赋形介质透镜天线设计

通过对介质透镜赋形,把初级馈源方向图转变为透镜口径面上所需的场分布函数,便可获得所需要的各种波束。本文给出了一种基于几何光学的简单而实用的透镜赋形方法,通过赋形能实现介质透镜天线低副瓣的要求。     

Ku波段TM01模介质透镜加载天线

随着高功率微波技术的发展,适用于辐射高功率轴对称模的天线备受关注。基于一般圆锥喇叭天线多用于TE11模的辐射,对TM01的辐射存在缺陷,针对高功率、小型化、较高增益以及最大辐射方向在天线轴向的要求,提出一种多扇区介质透镜天线,介质采用扇形台阶的形式加载在喇叭天线口径的前端,可以进行相位补偿,并使得天线的方向性变好。利用HFSS仿真软件分析表明,所设计的Ku波段的透镜天线具有较好的方向性和增益。     

基站双波束透镜天线的研究

提出了一种应用于基站的双波束透镜天线。其中透镜采用恒介电常数的介质制成,形状为介质分层嵌套的圆环柱体。其分层的方法是采用改进的等间距分层法,利用相邻介质层的介电常数等效分界点的介电常数。透镜采用分块放置的形式,不仅可以实现能量聚焦,提高增益,同时还改善了天线交叉极化的指标。此透镜天线采用对称的两列天线从下方馈电,从而在单扇区内实现双波束。通过专业电磁仿真软件Ansoft HFSS 建模仿真,结果显示,在1.71 ~2.17 GHz 的宽频带范围内,该双波束透镜天线具有良好的方向图性能。     

毫米波Rotman透镜天线设计

设计了一个毫米波Rotman透镜天线,该天线也是一个同时多波束天线。用Rotman透镜作为馈电网路,运用准光学技术替代大量移相器,获得同时多波束扫描,并且使电路变得简单,减少了体积和重量。包括馈电网络在内的整个天线系统采用微带来实现,并且使用Ansoft Ensemble仿真软件进行辅助设计,仿真结果表明,该天线可以实现大角度窄波束扫描。     

一种应用于基站天线的新型球透镜

针对传统龙伯透镜结构复杂、制作工艺难度大、不易实现批量化生产等问题,提出了一种应用于基站天线的新型球透镜,采用同一种介质材料的一个介质基座和多个介质锥体,再将各介质锥体均匀分布连接于介质基座上,组成球透镜.仿真结果表明:采用所提出的球透镜的双极化基站天线,具有良好的辐射方向图和高增益性能.     

Broadband,High Gain,Narrow Width Rectangular Dielectric Resonator Antenna with Air Gap

The broadband, narrow width, rectangular dielectric resonator antenna (RDRA) of aluminum nitride (ε_r=8.6) was designed and the effect of inclusion of air gap at the bottom of the dielectric resonator antenna (DRA), above the ground plane, was investigated. Gain around 7 dBi was obtained for DRA with air gap (DRAAG) over a broad bandwidth in upper X, K_u, and K bands. Further enhancement in gain could be obtained by placing a metal wall parallel to the length of DRA. However, due to the presence of metal wall, bandwidth was reduced. These structures with the metal wall are capable of operating over a wide band extending from K_u band to lower K band with the gain of around 10 dBi. CST Microwave Studio Software was used to simulate all these structures. Performance parameters of DRA with air gap were compared with several broadband DRA structures reported in recent literature. The proposed DRAAG with the metal wall in this paper is capable of operating over a wide bandwidth along with a significant gain.     

基于新型泡沫材料的龙伯透镜天线设计

该文利用新型泡沫材料聚甲基丙烯酰亚胺(PMI),设计了一种适用于复杂太空环境探测的毫米波龙伯透镜天线,通过将泡沫材料的密度与介电常数相关联,结合传统龙伯透镜天线的工作原理进行仿真优化,实现了小型化高增益多波束的功能。仿真结果表明：该天线工作于33.7 GHz,增益可以达到25.65 dBi,波束宽度4.17°。该设计方法为将来小型化高增益的龙伯透镜的实现提供了新的思路。     

龙伯透镜的仿真优化设计

针对龙伯透镜的诸多优点,设计了适用于工作频段8～13 GHz的平面波激励源与9～11 GHz的喇叭馈源激励源的龙伯透镜。依据龙伯透镜的设计思想和方法,并结合遗传算法,对其进行优化设计,达到最优化效率。通过CST软件对龙伯透镜的几何尺寸进行仿真,得出了龙伯透镜的各种性能指标。仿真结果表明：平面波激励源经龙伯透镜作用后很好的聚焦于一点,而喇叭馈源在其作用后则得到平面波的特性。     

分层伦伯透镜天线的辐射性能计算

介绍了伦伯透镜及伦伯透镜天线的特点，用经典电磁理论模式展开法计算平面波入射分层伦伯透镜时的散射场，然后利用此结论和互易定理计算喇叭天线作为馈源时伦伯透镜天线的辐射场。