端射相控阵天线设计

首先分析了端射相控阵列的特殊性,以及传统理想点源阵描述端射阵列的不足。然后以八木天线为原型设计了平板端射天线。为了提高增益和方向性,把四个平板端射天线单元在端射方向上排列。通过调整单元之间的间距和馈电相位,形成特殊的相控阵,达到了比较好的组阵效果。经过仿真和实际加工测试,认为这种天线结构优于传统的组阵形式。     

虚拟阵元应用于平板端射天线的新型组阵方法研究

在端射天线组阵中,由于天线单元间的复杂互耦,端射天线小间距组阵时副瓣电平抬高得不到预期增益的提高,通过拉大单元间距可以抑制互耦、获得高增益,但又导致出现栅瓣电平. 基于此,提出一种基于平板端射天线内插虚拟阵元的新型组阵方法——数字虚拟端射组阵方法,并对侧向组阵时该方法的数字波束合成结果与实际端射天线阵的三维电磁仿真软件（CST）仿真结果进行对比分析,最后,通过实验测试验证了该方法对于抑制端射天线阵栅瓣的有效性.     

一种P波段宽带端射天线设计

设计了一种P波段的宽带端射天线。该天线以传统八木天线为基础,将振子尺寸缩小为原来的一半,并将振子放置在金属平板上,进而对天线的反射器和引向器进行改进,并通过对天线参数的仿真优化,最终将天线的带宽扩展到了38.4%,并保证了频带内相对较高的增益。仿真结果表明,天线能够在0.5~0.8 GHz的频带之内实现良好端射,并保证带内回波损耗均在-10 d B以下,整个频段内天线的方向性系数均在8.6 d Bi以上。     

平板端射阵列栅瓣抑制研究

平板端射天线通过优化产生了特殊的组阵规律即天线间距为1.5倍波长的阵列形式,该阵列形式存在栅瓣问题。本文通过提出一种解决栅瓣的途径——正交信号激励的阵列形式,建立了阵列模型,针对阵列模型开展了大量仿真计算,仿真结果证明该阵列形式可以有效抑制栅瓣,实现较低的峰值副瓣电平。     

空间不合成平板端射阵列副瓣研究

平板端射天线组阵不符合常规天线组阵规律,增益随着天线单元间距的增大而提高,在1.5倍波长时增益最高,但同时引入栅瓣问题。采用不均匀布阵抑制栅瓣,将阵元间距的稀疏约束从0.5λ栅格扩展到1.5λ栅格。经过大量仿真分析,发现当天线单元最小间距为1.5λ时,按常规不均匀阵列优化原理优化天线间距,可以抑制栅瓣但无法解决引入的高副瓣问题。提出采用空间不合成组阵新原理,在抑制栅瓣的同时有效地解决了阵列综合中高旁瓣电平的难题,为平板端射天线的研制提出了一条新思路。仿真结果验证了方法的有效性。     

双频双极化端射天线

本文提出了一种结构紧凑的毫米波双频双极化端射天线。传统的双极化天线实现方式主要是：磁电偶极子、贴片天线和正交模式耦合器来实现,这些实现方式存在结构尺寸较大、不易集成,带宽和平面化难以兼顾的缺点。本文提出的双频双极化端射天线利用堆叠结构,实现了水平极化和垂直极化的极化分离,同时采用Vivaldi天线结构,实现了宽带特性。与传统正交放置的Vivaldi双极化天线相比较,本设计具有减少天线尺寸,易实现平面集成,结构简单等优点。仿真结果表明该天线垂直极化部分,在E波段60-90GHz频带范围内,S11均在-10dB以下,交叉极化在-20dB以下;水平极化部分,在Ka波段26-32GHz频带范围内,S11均在-10dB以下,交叉极化在-20dB以下。     

蝶形双偶极子宽带印刷端射天线设计

文中提出了一款新的蝶形双偶极子宽带印刷端射天线。在该天线设计中,引入阶梯槽线结构来改善天线带宽上的阻抗匹配,拓宽天线的带宽;在地板反射器和双偶极子驱动器上加载蝶形枝节来加长天线的电流流径,实现天线尺寸减小和带宽提高;在不改变天线尺寸的前提下,在引向器上下两边加载寄生贴片,扩大天线辐射口径,进一步提高天线的带宽和增益。所设计的天线被加工成实物并对其进行了测试,结果显示该天线在反射系数低于-10 dB情况下的频率范围为1.59 GHz～3.96 GHz,在相应带宽上,天线的增益为5.84 dBi～8.5 dBi。     

带有开口谐振环引向器的新型端射天线设计

设计一种带有开口谐振环(SRRs)引向器的新型端射天线。天线由反射板、地板、辐射单极子和开口谐振环组成。天线的反射板结构使天线在低频处阻抗匹配,有效地提高了天线带宽;用六对开口谐振环结构作为天线的引向器,很好地实现了天线的高增益。仿真和实测结果表明,天线阻抗带宽达到73.7%(2～4.21 GHz),增益为4.3～10.3 dB;在天线的带宽内,天线的辐射方向图稳定,设计的天线满足S波段无线通信领域的需求。     

基于蝶形振子的可重构圆极化端射天线设计

为了降低天线对载体气动力学的破坏,提高天线在复杂电磁环境中的性能,该文设计了一款圆极化方式可重构的端射天线。该天线以基片集成波导(SIW)喇叭天线为原型,在喇叭前端加载移相器和蝶形振子,上下蝶形振子之间加载了4个MEMS开关,开关的导通与断开,可以控制电流的流动路径,从而使天线分别辐射两种圆极化波。实测结果表明,通过控制开关的通断组合,设计的天线可以在11.24～11.83 GHz频段内沿端射方向辐射左旋圆极化(LHCP)或右旋圆极化(RHCP)电磁波。测量结果和仿真结果基本吻合,验证了设计的有效性。     

一种多向端射智能阵列天线的优化设计

提出了一款工作于2.45 GHz的多向端射增益可调控双模智能阵列天线,可用于隧道通信、雷达探测系统等.该天线阵列由8个相同的平面印刷偶极子和一个环形反射器组成.通过加权功率传输最优化理论计算出天线阵列达到最优增益时所需要的最优分布激励.该天线阵列能够实现水平面全向辐射,全向增益为2.8 dBi,该阵列天线还可以在水平面...     

Gain improvement of planar-printed broadband end-fire antenna

A broadband high-gain planar-printed end-fire antenna is presented for microwave imaging application. The proposed antenna consists of a conventional Vivaldi antenna (CVA) with slot edges (SEs) and a planar phase compensation lens (PCL). Taking into account the actual phase error along E-plane direction at antenna aperture, a more precise and detailed analysis for the printed antenna with PCL is carried out. The PCL with specific layout of rectangular patches is utilised to enhance antenna gain especially at high frequencies, while the SE technique is employed to further improve directivity at low frequencies. The final design combining PCL and SE develops an expected high-flat-gain Vivaldi antenna over the entire operating range. The CVA and the proposed antenna are fabricated and measured. The measured results agree with the simulated ones well. The proposed antenna provides a high gain of 10–11.7 dBi in the range, which corresponds to a gain increase of 0.9–3.2 dBi compared to the CVA.     

一种新型微带端射平面树形天线的自动设计

将一种新的优化算法—自然树生长竞争算法,用于天线优化,结合基于有限元方法（FEM）的电磁场数值仿真软件,实现天线的自动设计,并设计出的新型微带端射平面树形天线。在5.77GHz～5.93GHz频段内S11〈-10dB,辐射方向保持良好的端射特性,且在5.8GHz的端射增益为5.4dBi。根据仿真结果,制作一个原型天线并对其进行测试,测试结果与仿真结果吻合良好。     

机载超宽带扫描天线阵关键技术分析

超宽带、低剖面、宽角扫描、高增益和耐高功率是多功能相控阵天线的主要性能需求,通常难以兼顾. 针对该问题,本文结合紧耦合和端射机理,在传统金属Vivaldi天线基础上,提出了一种多功能相控阵天线的设计方法. 对704元天线阵进行了设计,并进行了仿真,结果表明：所设计的天线阵列在俯仰±60°、方位±45°扫描空域无栅瓣,大角度扫描有源电压驻波比在9倍频程下小于6.1、在高频3倍频程下小于3,同时高频段阵元增益大于5 dB的带宽高达3 GHz. 对实物进行了加工和测试,测试结果与仿真数据吻合良好. 该天线阵具有超宽带、低剖面、宽角扫描、高增益、高可靠性、耐高功率和易于实现等特点,在相控阵天线中有重要的应用价值.     

介质平板透镜提高天线增益的原理研究

采用了基于光学理论和电磁理论相结合的分析方法,对介质平板透镜提高天线增益的原理进行了分析,结果表明该方法比传统方法能够更有效地提高天线的增益. 并以双层微带贴片天线加载介质平板透镜为例,进行了参数分析与优化. 理论分析和电磁仿真均表明,合理选择介质平板透镜的参数可以有效地提高微带天线单元的增益、减小天线阵列的规模,从而验证原理了的有效性.     

机载预警雷达天线发展趋势及关键技术

综合性预警探测多功能一体化系统是下一代机载预警雷达的一种必然趋势,它要求天线阵面具备多功能、与平台一体化的特征,实现超宽带、多频段性能,并能在硬件资源上支撑数字智能化的系统体系架构。文中首先分析了机载预警雷达天线阵面的发展趋势和国内外研究现状,继而分析了目前机载预警雷达天线系统的关键技术,阐述了相应的技术实施途径和核心问题,提出部分解决方案。     

基于多物理场耦合分析的机载天线仿真技术研究

为了预测、评估对物理场影响较为敏感的微带阵列天线在复杂的温度、应力等多物理场效应影响下的性能变化规律,本文从多场耦合的机理出发,立足于机载阵列天线装机状态下的复杂物理环境,深入分析阵列天线多物理场效应.通过将求解电大尺寸具有优势的多层快速多极子算法和计算温度场及结构场问题的有限元数值算法的联合运用,成功突破模型关联技术、网格共享技术、多物理场协同仿真控制等关键技术,形成了一套较为成熟的解决天线多物理场仿真中典型电热结构耦合问题的仿真流程.     

雷达导引头天线技术发展趋势探讨

基于现代雷达技术的发展和应用,详细分析了雷达导引头天线技术的发展趋势。由于雷达导引头对天线性能的特殊需求,在回顾反射面天线技术的发展过程的基础上,着重探讨了阵列天线技术,包括波导裂缝阵天线技术、有源相控阵天线技术以及共型天线阵技术在雷达导引头中的应用,从而对其发展趋势进行了探讨和分析,非线性有源天线阵技术的出现将会极大地推动导引头相控阵天线技术的发展。