新型低剖面石墨烯THz 天线研究

提出了一种新型石墨烯THz天线,该天线由金属波导和周围多个石墨烯单元构成,相比于传统的金属天线,具有馈电简单、低剖面的特点。由于石墨烯在THz频率具有负的电导率虚部,因此会激发其局域表面等离激元共振。电磁波通过波导口向外辐射过程中,波导和天线单元之间强烈耦合,形成集体的电磁波振荡,由此天线单元之间保持了良好的相位一致性,最终使得远场的增益比单波导口增益增加了6.5dB,波束宽度则减小至21.2°,有效提高了天线的性能。通过改变石墨烯的偏置电压或者掺杂浓度还可以改变其工作频率,形成可调谐的石墨烯THz天线,未来可以应用于THz通信等方面。     

渐变槽线天线的参数分析与设计

研究了渐变槽线宽带宽角扫描天线阵列的关键参数进行了研究,提出了2种新的改善扫描驻波的方法对渐变槽线天线的研究.一是天线单元内部的结构参数,包括带状线开路段、圆形槽谐振腔、槽指数率、槽长度;另一个方面是阵列中的排布,包括阵列栅格距离、栅格形状.仿真分析借助HFSS进行,最后给出了结果,带宽大于3:1,E面H面扫描角大于45°.     

一种宽带宽角双极化相控阵天线单元研究

设计了一种宽带宽角双极化相控阵天线单元,该天线单元采用指数渐变开槽天线形式,并设计了金属匹配柱安装在双极化天线单元之间,保证了开槽天线的接地连续问题。依次给出了该双极化天线单元的仿真设计、阵列样机的性能测试,从仿真和测试结果中可以看出,该双极化天线在3倍频程带宽内具有良好的匹配和辐射特性,并且能实现大角度二维扫描。该双极化天线单元具有宽频带、体积小、结构简单等特点,适于用作宽带宽角扫描相控阵天线的阵列单元。     

大型分块介质天线罩电性能提升技术

采用阻抗匹配技术, 利用金属栅网电调谐单元, 对大型分块介质天线罩的板块接缝(或称加强肋)进行了电调谐优化设计, 优化设计的含有金属栅网的混合介质结构, 在保证接缝结构力学性能的前提下, 其透波性率比板块接缝本身的透波率提升约20%, 而且通过加载不同的金属栅网, 可以调整混合结构最佳透波的频率范围, 从而可用于不同频段天线罩的研制, 为研制高性能大型介质天线罩提供了一条新的技术途径。      

雷达阵面系统小型化研究

雷达阵面系统的小型化研究在机载、弹载、星载等雷达领域有重要应用价值.文中从三方面提出了小型化设计思路:1)多功能线阵设计.从系统的角度优化天馈线形式,通过一种新型耦合器的设计,将天线与馈线多功能、一体化设计,使辐射线阵不仅具备监测功能,同时结构比常规线阵缩小25％;2)三维微波-数字混合电路设计,通过对三维垂直互联机构的建模分析,提高三维微波电路设计的准确性,同时从电路布局、屏蔽、端接匹配电路等方面提出了三维微波-数字混合电路设计规则;3)微波-数字协同仿真.通过三维微波-数字电路的仿真,解决了Ku波段三维微波电路易谐振,性能不佳的问题和复杂信号传输易串扰、数字信号传输信号完整特性欠佳的问题.实验验证了上述措施的有效性,一定程度上实现了阵面电讯、结构等系统整体资源的优化配置,使雷达阵面系统实现高集成、小型化设计.     

相控阵天线模式项散射特性研究

相控阵天线是隐身武器平台的重要散射源。该文通过相控阵天线散射模型对其模式项宽带散射特性进行仿真计算,并采用旋转目标散射中心成像方法对天线RCS仿真数据进行微波成像,研究了相控阵天线模式项散射的基本规律,并得到其散射中心分布图。仿真结果表明,相控阵天线斜置和天线端口阻抗匹配可大大减小威胁区域内模式项散射。研究结果对相控阵天线模式项RCS缩减工作具有良好的指导意义。     

多层金属栅网混合结构吸波特性分析

文中采用传输矩阵理论和二端口级联网络分析了多层金属栅网混合结构的吸波特性,通过将多层金属栅网与多层介质阻抗匹配,在介质厚度不变的情况下,明显提高了混合结构的吸收峰值;同时,通过调整每层金属栅网的半径、间距,可调整混合结构吸收峰值位置,给出了典型混合结构的仿真计算结果.结果表明,混合结构吸收峰值可提高6 dB以上,在保证吸收效果的前提下,调整了吸收峰值的位置,可根据要求用于设计不同频段的吸波材料.     

低副瓣波导窄边非倾斜缝天线研究

在波导窄边非倾斜缝隙单元两侧加金属扰动块,可以有效提高缝隙单元的等效电导和辐射能力,该方法应用于波导窄边行波阵天线设计,可减少波导行波线阵对缝隙单元数的限制。文中计算分析了长方体金属扰动块的物理参数与缝隙单元等效电导间关系,供设计时选用。最后,给出了16个缝隙单元的波导线阵的实例,实测结果与仿真设计一致,表明该分析与设计方法正确有效,且可推广应用于各种口径的低副瓣波导裂缝天线设计。     

一种宽带单脉冲赋形反射面天线设计

文中设计了一个新型的双端口馈电共壁喇叭作单脉冲馈源,通过改变喇叭张角和末端形状,产生可利用的高次模TE₃₀,来改善喇叭的辐射特性。该馈源喇叭耐功率高、结构紧凑、易于加工;在30%的带宽范围内可实现期望的和/差波瓣。给出了赋形反射面天线的初步估计方法,应用迭代优化算法设计了一个赋形反射面天线,并应用快速多极子进行了远区波瓣性能计算,计算结果满足指标要求,该设计方法对工程应用具有借鉴价值。     

一种阵列天线快速波束赋形方法

介绍了一种阵列天线快速赋形方法,该方法基于Orchard综合,采用遗传算法对Schelkunoff单位圆零点的位置移动实现波束赋形。波束赋形分为两个步骤:1)根据副瓣电平采用解析法确定初始零点位置;2)以赋形区域内零点径向位移作为自由度,用遗传算法进行赋形区域单目标寻优。相对常见以阵元的幅度相位作为自由度编码的遗传算法赋形,该方法不仅有效避免了副瓣和赋形区的多目标均衡问题,而且算法自由度大幅减少,收敛速度快,能够同时实现较低副瓣电平和赋形区精度要求。通过余割平方赋形和扇形波束两个实例说明该方法的有效性,可以应用于阵列天线快速赋形设计。