基于三相感应电机的小型化超低频发射天线研究

针对低频电磁传输中天线尺寸过大的问题，设计了一种基于三相感应电机的小型化超低频发射天线.电机工作时产生了时变低频电磁场，可作为超低频发射天线.为有效分析其电磁场分布，文章建立旋转磁偶极子数学模型以等效电机内部旋转时产生的磁场.首先，对电机内部磁场和旋转磁偶极子的关系进行阐述，利用麦克斯韦方程组，得到旋转磁偶极子的电磁场分布.其次，通过电磁仿真软件验证旋转磁偶极子的近场分布特性和远场辐射特性.最后，通过实验对电机近场的磁场分布进行验证.仿真和实测结果表明，三相感应电机具有超低频天线的辐射特性.     

一种紧凑型双圆极化有源接收天线设计

设计了一种S波段紧凑型双圆极化有源接收天线,该有源接收天线将微带贴片天线与90°混合电桥、低噪声放大器集成设计,既实现了有源天线的整体小型化又提高了各器件间的连接效率;并通过背馈玻璃绝缘子和一种半差分的方式馈电,在改善微带贴片天线方向图对称性的同时,简化了传统差分式馈电的复杂结构.仿真和实测结果表明,该有源接收天线在2.2~2.3 GHz内端口驻波比小于1.47,噪声系数小于0.73 dB,主瓣内轴比小于2.4 dB,G/T值大于-13.9 dB/K,与已有公开文献的有源接收单元天线相比,在保持结构紧凑的同时,其G/T值有较大幅度提升.     

基于零折射率超材料的高定向性微带天线

研究了一种基于平面网格状零折射率超材料的高定向性微带天线.利用超材料结构的平均效应实现了在10.24 GHz处介电常数为零,进而实现了超材料的折射率为零.实验结果表明,利用零折射率超材料对波束产生汇聚作用,使微带天线的定向性明显增强,E面、H面半功率波束宽度分别收缩了56.67°和26.60.,侧向辐射明显减弱,天线的...     

一种低剖面宽带二维宽角扫描圆极化阵列天线

针对现有圆极化平面阵列的扫描角受限和三维宽角扫描阵列体积大的问题,设计了一种基于阵因子方向图和单元因子方向图互补的低剖面宽角扫描圆极化阵列天线.该阵列单元采用新型圆极化正交偶极子天线,并由其组成多个圆环子阵,每一子阵内单元的法向均偏离阵列法向一个固定倾角并等间距排布在"涟漪"状金属地板上.这种阵列排布方式使得在主波束扫描至大角度时天线单元因子增益可以补偿阵因子的增益下降.设计的一个64元阵列天线的实测结果表明:在8~9 GHz工作带宽内,且波束扫描覆盖0°~±62°,各阵元的有源驻波比均小于2.1,中心频点扫描增益起伏小于1.71 dB,扫描波束的圆极化轴比小于2 dB.     

一种适用于极化捷变天线的可重构射频网络设计

介绍了一种适用于极化捷变天线的可重构射频网络.该射频网络由一个两路可重构Wilkinson功率分配器和两个45°/135°可重构移相器构成,通过控制PIN二极管的偏置电压,可实现两种单路（1:0和0:1）传输模式和三种两路（1:1,1:j和j:1）传输模式,即五种不同的工作模式切换.实测结果表明:该可重构射频网络在单路传输模式（相对带宽6.7%）下的插入损耗小于1.5 dB,输入端口的回波损耗大于12.1 dB;在两路传输模式（相对带宽4.3%）下的输出端口间隔离度大于23.6 dB,相位差为3.5~5.4°（1:1模式）和92.6~97.4°（1:j和j:1模式）,相位误差小于7.4°.     

基于多环结构的八模态涡旋波微带天线

介绍了一种多模态涡旋电磁波单元天线设计方法.利用四个同心短路圆环微带贴片产生八模态的涡旋电磁波波束.该单元天线结构简单,尺寸小.仿真与实验结果表明,八个模态（l=±1,±2,±3,±4）均拥有良好的涡旋相位特性,相应阶数的单元增益分别为4.8 dBi,4.1 dBi,5.1 dBi,5.3 dBi,各模态的阻抗带宽均大于100 MHz.该天线为多模涡旋电磁波应用提供了一种新的可能.     

基于Bessel权向量的宽带波束形成器

针对均匀线阵接收宽带信号产生的方向图畸变问题, 提出了一种基于Bessel权向量的宽带波束形成器.从截断后的Bessel级数展开式与均匀线阵的方向图函数相似的特性出发, 推导Bessel级数的截断位置与阵列单元数的关系, 并确定使用第一类Bessel函数设计均匀线阵的权向量.仿真结果表明:应用Bessel权向量后, 在1~3 GHz频率范围内, 均匀线阵可以无失真地接收宽带信号, 不同频率的方向图函数幅值与期望方向图函数幅值的相对误差降低到10-3以下, 且单元越多相对误差越小.与现有方法相比, 本方法直接利用截断后的Bessel级数展开式系数设计权向量, 计算简单且精度高.     

基于权值约束变换误差的虚拟阵列波束形成

针对内插变换应用于波束形成时,适用角度范围受限的问题,提出了一种利用权值约束变换误差的改进算法.该方法将权值和变换误差约束为近似正交的关系,在虚拟阵列接收信号的协方差矩阵上加载变换误差协方差矩阵,改善了变换误差过大时波束形成性能下降的问题.仿真结果表明,改进后的算法应用于大角度内插变换波束形成时,在干扰处仍能形成稳定的较深的零点,增加了虚拟阵列波束形成的输出信干噪比（Signal to Interference and Noise Ratio,SINR）.与现有方法相比,该方法增加了内插变换应用于虚拟阵列波束形成时的适用角度范围,且能够补偿阵列本身带来的误差,计算复杂度较低.     

基于Rotman透镜天线的MAC协议设计

针对Ad hoc网络中基于定向天线的MAC协议控制算法复杂、难以处理冲突和资源利用率低等问题,提出一种基于Rotman透镜天线的TDMA MAC协议,简称RMAC协议。在现有研究的基础上,利用Rotman透镜天线的特点,简化邻节点发现的过程,给出资源状态表机制,实现高效无冲突的时隙预约,根据业务优先级提供预约时隙。仿真结果表明,RMAC协议能够充分发挥Rotman透镜天线空间复用的性能优势,能避免冲突并有效支持优先级机制,相比现有的定向TDMA MAC协议,提高了网络吞吐量和稳定性。