基于低折射率人工电磁材料高方向性阵列天线

讨论了一种低折射率人工电磁材料应用于天线阵设计,在口径面积相同的情况下,获得了比传统天线阵更高的方向性。这种阵列天线有如下一些特征:阵元数量显著减少,阵元间距远大于一个波长,馈电网络简单。人工电磁材料由两层周期性的正方形金属网格构成,置于阵元的上方。结果表明:一个由同轴馈电的2′2 微带贴片集成人工电磁材料覆层构成的阵列天线,具有26dB 以上的高方向性,优于传统天线。相同口径面积的情况下,一个4′4 阵元集成人工电磁材料覆层的天线阵结构,其增益与一个传统的16′16 阵元的天线阵结构相当。前者显而易见地具有更简单的馈电网络和较高的天线口径效率。本文提出的天线阵,在高增益天线系统中具有较高的应用价值。     

一种新型混合馈电24GHz车载雷达阵列天线设计

针对阵列天线馈电网络比较复杂的问题,设计了一款24 GHz新型串并馈结合的微带天线阵,并进行了理论研究和仿真测试。该天线阵采用了串并联混合馈电网络,天线子阵和馈电网络的电流分布均采用了切比雪夫分布,有效抑制了旁瓣电平。同时将馈电网络与串馈天线子阵直接连接在一起,达到了小型化的目的,并减小了馈电网络的损耗。仿真结果表明:天线阵的增益可达到21.7 dBi,在中心频率24.1 GHz附近,E面和H面的副瓣电平分别为-20.3 dB 和-26.2 dB。该天线阵体积小,性能可靠,可用于24 GHz汽车防撞雷达。     

一种Ku波段混合馈电频扫天线阵设计

研制了一种俯仰向波束固定,方位向频扫的Ku波段频扫平面天线阵.采用双层微带结构获得带宽约18%的宽带微带贴片天线作为阵列单元.天线阵俯仰向采用微带功分器及该种天线单元组成线阵.方位向为实现波束较大范围的频扫能力, 并提高天线阵的工作效率采用波导慢波线缝隙与线阵微带线电磁耦合结构进行馈电.在采用HFSS软件完成仿真设计的基础上,加工并测试了一套12×40规模的天线阵,结果表明该天线阵在工作频段内驻波比优于1.5,波束扫描范围大于80, 副瓣电平优于-20 dB,除中心频点外,增益大于26.5 dB.     

共口径波束可控双缝隙耦合微带天线阵设计

针对波束倾角可控天线的小型化和低成本,设计了宽频带双缝隙耦合矩形微带天线单元,组成1×8元线阵,采用2套基于Wilkinson不等功分器的馈电网络实现切比雪夫的幅度分布。具有不同相位差的2套馈电网络,通过不同的缝隙耦合对同一微带单元口径面馈电,分别形成了2种倾角的波束。仿真结果表明,共口径双缝隙耦合微带天线阵实现了90°和75°两种波束倾角的可控切换,是一种体积小、造价低的方向图可重构天线。     

一种小型四阵元GPS天线阵列的设计

分析了GPS微带天线阵列阵元间的互耦特性,得出了满足互耦要求的合适的最小阵元间距;设计了一种小型四阵元GPS微带偏振天线阵列,该阵列采用传统右圆极化阵元舜口双线性极化阵元相结合,使得相同阵元的天线阵列的自由度提高;从仿真的结果可以看出,在不增加阵列面积的情况下,该阵列能够在干扰方向产生比传统微带天线阵列更深的零陷,很大程度地提高了阵列的抗干扰性能;最后给出了GPS微带双频偏振层叠天线的一些重要的设计参数.     

基于左手传输线的双线极化微带阵列天线

基于左手传输线,提出了一种新型串联馈电的双线极化微带阵列天线结构.通过上层微带线边馈和下层小孔耦合馈电的方式分别实现了天线单元的垂直极化和水平极化的激励,进而使得该天线单元具有高极化隔离度、低交叉极化和宽频带工作等优点.同时由于左手材料具有相位超前的特性,利用传统的右手微带传输线和左手微带传输线的组合以达到零相位延迟,实现了对上述单元构成的微带阵列天线的串联馈电.相对于传统微带阵列天线,该阵列天线结构简单、面积小、插入损耗小、阵列效率高、易于扩展成更大的平面阵列.     

共用口径S／X双波段双极化微带天线阵

介绍了一种新的应用于合成口径雷达的双波段双极化(DBDP)共用口径微带天线阵,工作于S波段和X波段.为了实现S/X波段的奇数频率比(1∶3),在S波段采用正交的微带振子天线,在X波段采用双极化方形微带贴片天线;为获得较宽的带宽,该二天线均采用双层结构.在馈电方式上,S波段采用邻近耦合馈电,X波段采用同轴探针和口径耦合馈电.对天线进行了仿真,设计、加工和测试,仿真结果与实测结果吻合良好.实测的S波段和X波段阻抗带宽分别达8.9%和17%,实测的极化隔离度在两个波段内均优于20 dB,实测的S波段和X波段交叉极化电平分别在-26 dB和-31 dB以下.本研究验证了这种具有奇数频率比的共用口径DBDP微带天线阵的可行性,对这种DBDP微带天线阵在SAR系统中的应用具有重要的参考意义.     

24GHz边馈式微带天线阵的设计

为24 GHz车载防撞雷达收发前端设计并制作了一款高增益易集成的微带阵列天线。该天线阵采用改进的新型并联馈电网络,在满足各阵元激励等幅同相的基础上,减少了馈线损耗和各种杂散辐射,从而提高了天线增益与极化纯度,同时减小了天线尺寸。测试结果表明,所研制的4×8元微带天线阵带宽为24.0~24.2 GHz(电压驻波比VSWR<1.4),最大增益达19 dBi,其尺寸仅80 mm×36 mm。     

一种X波段正交极化偶极子天线阵设计

为解决X波段机载雷达变极化速度较慢的问题,设计了一种可实现脉间变极化的偶极子天线阵.该天线阵采用正交排列薄片电偶极子阵元,并加装垂直贴片和反射板,通过同轴线耦合巴伦进行馈电.利用改造后的阵元组成了一个4×4的16元矩形栅格、矩形边界均匀平面正交极化天线阵,利用射频开关控制馈电线路实现快速变极化,通过高频结构仿真(HFSS)软件对其进行参数优化和建模仿真,结果显示,该天线阵具有较低的驻波比和副瓣电平以及较高的天线增益,可以作为机载正交极化相控阵雷达天线的参考设计,或用作正交极化阵列天线的子阵.     

Ku波段宽角扫描圆极化微带阵列天线设计

提出了一种三馈电圆极化微带天线。天线馈电网络采用一分三功分馈电,实现微带贴片天线的圆极化辐射,增加方向图的旋转对称性。用该天线作为阵列单元,采用顺序旋转布阵技术组成一个3×4阵列,有效地改善了阵列天线的增益扫描特性。研究了该阵列天线波束扫描时的辐射特性和极化特性。仿真结果表明:阵列天线在中心工作频率处能实现俯仰60°的扫描,在扫描范围内增益大于11.9 d Bi,轴比小于2 d B。     

用于个人通信的宽带微带天线馈电方法的研究

本文给出了渐变线式微带天线馈电方法,同时论述了用于阵列天线馈电的自适应功率分配器,该功率分配器在微带天线组阵时引入的驻波系数小到了可以忽略不计。文章还给出了微带天线阵的驻波比测量结果。     

Ku 波段全口径高隔离度双极化阵列天线的研究

本文提出并设计制作了一种新型的全口径高隔离度双极化单脉冲阵列天线。该阵列天线单元采用微带贴片与喇叭复合的形式,将微带贴片作为喇叭的二次激励源,以获得更高的单元增益。其中的微带贴片采用一对相互垂直的带状线通过两个呈“T”型分布的“H”形缝隙耦合馈电,以获得较高的极化隔离度（在工作频带内小于-35dB）。在阵列馈电设计中采用二次错位倒相技术,进一步改善了极化隔离度和交叉极化。仿真和实测结果表明,在f0±200MHz 内,驻波比小于2,垂直极化增益大于27dB,水平极化增益大于27.5dB,端口极化隔离度小于-40dB,和差端口隔离度小于-28dB。     

非辐射边馈电的宽带双层微带贴片天线

介绍了一种非辐射边馈电的宽带双层微带贴片天线单元,并对其参数特性进行了仿真研究,结果表明,通过在寄生贴片上开3～5个与极化方向相平行的缝,可有效抑制天线的交叉极化,同时改善天线的阻抗带宽。相比传统双层微带贴片,该天线单元的阻抗带宽可提高3%以上,而交叉极化指标相当。当该单元应用于阵列天线设计时,可简化馈电网络,便于实现宽带、高效、大扫描角的微带共面馈电天线阵。对X波段8×8单元实验小阵的测试结果表明,该天线在17.6%的频段内具有良好的交叉极化性能及较高的工作效率。     

馈电相位可调极化可重构微带贴片天线

设计了一种相位可调的极化可重构微带贴片天线.该天线采用双馈电方式工作,通过改变馈电网络中4个单刀双掷开关的导通状态在两个馈电点形成不同的相位差,从而实现左旋圆极化、右旋圆极化以及线极化之间的切换.实验结果与理论分析和仿真结果相吻合,天线实现了良好的极化重构能力.特别是不同极化状态下,天线工作频率具有良好的一致性.     

C 波段双极化低旁瓣阵列天线

本文设计制作了一种高隔离度低副瓣双极化平板阵列天线,该阵列天线采用角锥喇叭作为辐射单元,以获得 高增益,馈电网络采用空气带状线,以获得较低的馈电损耗,利用探针对喇叭馈电,可获得较高的极化隔离度。在阵 列设计中,采用泰勒加权算法以获得-23dB 的旁瓣,同时利用反相馈电技术使阵列的交叉极化小于-30dB。仿真和实 测结果表明,在6GHz±200MHz 内,驻波小于2,天线增益大于23dB,交叉极化电平小于-30dB.     

一种中心馈电圆极化天线设计

针对两维大角度扫描圆极化天线阵面的使用需求,设计了一种中心馈电的圆极化微带贴片天线单元,采用2×2的单元顺序旋转90°的方式解决了微带贴片天线轴比参数敏感的问题,单层微带贴片天线的选用,大大降低了有源相控阵天线的制作成本.采用HFSS对天线单元以及2×2旋转阵列进行电性能仿真,并根据工程使用要求进行样件加工,实测结果显...     

一种新型极化捷变有源微带天线阵

本文提出了一种新颖的极化捷变放大器型有源微带天线阵,只要在馈电端电控单一有源电路就能实现整个微带天线面阵极化的捷变和信号的放大.利用角馈方形微带贴片设计了一副具有高隔离度和低交叉极化的新颖16元双极化面阵,并分析了天线阵的共极化和交叉极化方向图.介绍了有源电路的设计.该电路利用一专用电控移相器,通过改变场效应管(FET)栅极的直流控制电压,电控两极化端口间的0°或90°相差,实现天线阵由线极化到圆极化的捷变.低噪声放大器(LNA)不仅使有源天线增益提高12-14dB,而且改善了天线的驻波比带宽和隔离度.文中给出了无源双极化阵和有源阵的实验结果,证实了理论的有效性.     

毫米波微带天线阵列设计

设计了一个圆口径串并联混合馈电的毫米波微带天线阵列。该天线采用矩形微带工字型缝隙贴片耦合馈电的方法展宽带宽。为了有效利用天线口径面积,减小网络复杂度,选取串联微带天线阵列形式。同时为了展宽带宽,根据设计的圆形口径阵列,将部分子阵采用串并联混合馈电的形式,得到带宽为5%的毫米波微带天线阵列。仿真表明,该天线在工作频带内增益大于30.6 d Bi,波束宽度为4.0°×3.5°,副瓣电平低于–13 d B。该天线阵面与网络配合,可以实现多波束或相控阵的功能。     

一种交叉馈电微带阵的研究

本文根据不均匀的微带传输线中的寄生辐射理论,研究了微带开路端的辐射性质,并应用它组成面阵微带天线。对两种实验性微带天线阵的测量表明,交叉结构馈电方法和阵元设计相结合,可在一定范围内灵活控制口径场的分布,达到控制天线辐射波束参数的目的。根据所测量微带天线阵的性能,在满足一些跟踪、定位和测距装置的小型化结构上,有实际应用价值。     

宽带宽角扫描双极化阵列天线设计

设计了一种宽带宽角扫描双极化vivaldi阵列天线。通过微带线向槽线耦合馈电,设计了工作于1～6 GHz的vivaldi双极化天线阵,并对加工的实物进行了测试。阵中单元驻波小于1.5,天线阵两维扫描角度达到±60°。试验结果表明,该天线在电子对抗、宽带通信等领域具有很大的应用价值。