AI-SI法分析X波段机载雷达天线罩

采用口径积分-表面积分(AI-SI)算法,对带罩机载阵列天线进行了分析。雷达罩的介质反射是引起天线方向图副瓣抬升的主要原因,在传统的AI-SI法分析天线罩过程中没有考虑天线金属阵面对天线罩介质反射的影响,因此,带来较大的计算误差。为了避免上述问题,文中在分析带罩天线过程中,采用了理想源阵列加反射板模型。天线罩总的透射场为阵列天线的一次透射场与反射板产生的二次透射场的叠加。为验证算法的正确性,将AI-SI算法计算结果与CST软件仿真结果进行了比较,两者吻合较好。     

高隔离度双极化微带天线直线阵的设计

本文介绍一种新型的1×16双极化微带天线直线阵的设计.该天线采用双极化角馈方形贴片单元,阵列的垂直极化端口采用共面馈电,水平极化端口采用口径耦合,并在馈电网络中应用反相馈电技术.实验结果表明,天线二端口驻波比小于1.5的相对带宽分别达到15％和13.5％,两端口之间的隔离度在频带内高于33dB,最大达到43dB.本直线阵可用作星载综合口径雷达系统的天线子阵,便于与有源收发器件结合.     

口径积分法结合CST软件分析缝隙阵列天线罩

采用近场口径积分算法结合三维电磁仿真软件(Computer Simulation Technology,CST)仿真软件分析了带有多层介质天线罩的平板缝隙阵列.用CST对天线罩内的缝隙阵列天线进行仿真分析得到每个缝隙中心点的电磁场分布,对天线罩部分分析采用近场口径积分法分析天线罩部分对平板缝隙阵的影响.通过对该混合方法计算出的带罩平板缝隙阵列天线结果与CST全波仿真结果进行对比来验证该方法的正确性,结果表明:两者吻合很好.由于采用CST软件提取缝隙阵口径场考虑了阵元之间的互耦,较传统的理想阵元模型更加准确.混合方法避免了全波算法解决电大尺寸多层介质天线罩分析过程中耗费计算资源大、时间长的缺点.     

对称平面天线振子阵列技术研究

将对称线天线、微带贴片天线和天线阵列技术结合起来,形成对称平面天线振子阵列,可以获得对称天线开放式的全阻抗式辐射输出、微带贴片天线的便于集成设计和天线阵列赋形波束的众多优点,非常适合毫米波天线阵列的应用。因此以对称线天线辐射方向图理论为基础,结合微带贴片天线,研究了对称平面天线方向图函数和以对称平面天线振子为基础的线阵和面阵的方向图,对毫米波集成天线阵列技术有一定借鉴意义。     

天线阵列-天线罩系统的相位不一致性研究

论文基于天线阵列采用长短基线干涉仪方法实现测向的应用背景,研究了天线罩对天线阵列测向性能的影响,进一步完善了天线阵列-天线罩系统电性能测试中的相位不一致性概念,并分析了相位不一致性与测向误差之间的关系.设计了一款满足宽频带透波性能要求的A型夹层结构天线罩,并在微波暗室中进行了实物测试.实测结果表明相位不一致性与由天线罩引起的测向误差之间存在着正相关关系.证明可以运用相位不一致性衡量天线罩对测向结果的影响,进而衡量天线罩设计的优劣,并指导天线罩的设计加工.这一结论可为天线阵列-天线罩系统的设计提供有意义的理论依据.     

双频双端口天线的隔离度优化设计

设计了一款双频双端口微带阵列天线,该天线由两个矩形辐射贴片构成。将两个辐射贴片平行放置,在其中一个低频对应的较大尺寸贴片上开矩形槽,将高频对应的较小尺寸贴片嵌套在矩形槽中。相互嵌套的结构形式带来严重的端口耦合,而天线端口间的互耦是制约阵列天线性能的主要因素之一,在辐射贴片间加载两条平行微带线用来隔离耦合电流,并且在平行微带线中间设置圆形接地贴片,通过过孔将微带线上耦合电流引入地板,同时在高频辐射贴片嵌入部分的垂直边两侧开缝,能进一步有效减小耦合电流,提高隔离度。经过隔离度优化设计后,最终实现天线在工作频带内隔离度均大于20 dB。天线的工作频段分别为15. 2 GHz(14. 83 ~16. 10 GHz)和5. 8GHz(5. 68 ~5. 88 GHz),对应的最大增益分别为7. 8 dBi 和6. 8 dBi。天线两个辐射贴片尺寸分别为0. 36λ(15. 2GHz)和0. 37λ(5. 8 GHz),该天线辐射单元相互嵌套,满足小型化设计需求。     

一种阵列天线的去耦合技术应用北大核心CSCD

相控阵接收机是将小型阵列天线放置在射电望远镜焦平面位置，通过波束合成器瞬时形成多个交叠波束、实现连续视场覆盖的信号接收技术。作为阵列天线的一种，相控阵接收机前端的天线阵列由于各阵元排列紧密，阵元之间的电磁耦合在所难免。本文利用常规互阻抗法对四阵元微带天线阵列进行耦合效应分析，通过各端口开路电压及阻抗矩阵求解耦合电压，借此调整波束合成网络以实现阵列的去耦合功能。通过去耦前后的实测方向图比对，可以看到阵列的主波束方向、旁瓣电平及对称性都有了一定的改善，以此验证了该解耦技术的可行性。     

一种新型宽带双极化低剖面复合式阵列天线

提出了一种利用多种形式的辐射贴片阵元组成的复合式阵列天线。阵元采用了多种形式的馈电方法。部分阵元和馈电微带线直接连接馈电,其他阵元和馈电微带线采用电磁耦合进行馈电。通过优化辐射贴片的形状、对应的馈电方法、辐射贴片连接端的阻抗调节块、阵列单元之间的阻抗调节段,在宽频带内不但获得了良好的阻抗特性,也实现了期望的赋形辐射方向图。测试结果表明,该阵列天线高度小于中心频率的0.06个波长,相对阻抗带宽(驻波比小于1.45)和辐射带宽分别超过23%和17%。     

带宽极限下的宽带平面反射阵天线设计

平面反射阵是由金属贴片单元组成的二维阵列,一般用喇叭馈源进行馈电,通过谐振贴片单元的相移量补偿馈源到平面反射阵的空间相位延迟。平面反射阵天线的优势在于主波束指向灵活可控。但由于阵列单元自身的带宽限制和反射机理所致,其主要缺陷是工作带宽窄。在讨论空间相移对天线性能的影响的基础上,设计了一种相位线性变化达500°的新型反射阵单元。用该单元组阵的平面反射阵天线,其1 d B带宽达到25.3%,与传统平面阵结构的天线带宽相比,具有显著的改善。     

频率选择表面对阵列天线的影响分析

设计了一款频率选择表面和微带贴片天线阵,分析了阵列天线的雷达横截面积(RCS)随入射电场波角度以及频率的变化,并对比加了频率选择表面前后天线RCS的变化,讨论了频率选择表面对阵列天线RCS的影响。从计算结果可以看出,频率选择表面作为天线罩以降低电子设备RCS值是可行的。     

双频段双极化微带天线阵列设计*

设计了一种双频段双极化的阵列天线。该阵列天线采用多层微带天线形式,七层结构,通过口径耦 合和微带线边馈两种馈电方式实现双线极化,在辐射贴片上方增加寄生贴片以扩展带宽,实现双频段。天线工作在 12.25 ~12.75GHz 及14 ~ 14.5GHz,实测增益18dB 左右,隔离度大于40dB。该天线剖面低,重量轻,可作为子阵组 成更大规模的双频段双极化阵列。     

一种P波段宽带双极化微带天线阵列

介绍了一种P波段宽带双极化微带天线单元及2元阵列的设计。天线单元设计中采用口径耦合理论和多层贴片结构,增大了天线的带宽,两个极化端口采用共面馈电;馈电网络设计中采用反相馈电技术有效抑制了交叉极化,采用短路耦合线实现反相馈电,降低了对天线带宽的影响。仿真结果表明,该天线阵实际增益达到11.8dB,水平极化端口在0.68～0.86GHz频率范围内驻波比小于2,相对带宽为24%;垂直极化端口在0.63～0.86GHz频率范围内驻波比小于2,相对带宽为30.6%,两端口隔离度高于40dB。     

一种基于5G应用的圆极化微带相控阵天线

本文提出一款应用于5G频段,可实现方位面±40°波束扫描的圆极化微带相控阵天线。该相控阵天线单元是由矩形贴片、上下介质板、缝隙耦合馈电结构、金属反射板构成。利用切比雪夫综合法的一分八不等分功分器实现相控阵天线的馈电形式。测试结果表明,阵列天线的驻波比带宽为3.25 GHz～3.69 GHz,端口隔离度大于25 dB,扫描过程中增益最大为21 dB,增益衰落小于3 dB,最大扫描角处轴比为2.89 dB。该天线具有低剖面、高隔离度、高增益以及良好的波束扫描性能等优点。     

一种新型宽带双极化微带贴片天线的设计

摘要：运用口径耦合理论、腔模理论、反相馈电技术和多层贴片结构设计出一种新型的P波段（中心频率为0．75GHz）宽带双极化微带贴片天线。天线的两个极化端口采用共面馈电;馈电网络设计中采用短路耦合线实现反相馈电。仿真结果表明该天线两个极化端口实际增益均达到8．5dB,水平极化端口在0．64-0．85GHz频率范围内驻波比小于2,相对带宽为28％;垂直极化端口在0．68-0．85GHz频率范围内驻波比小于2,相对带宽为22．6％,两端口隔离度高于53dB。     

Design of dual-polarized L-probe patch antenna arrays with high isolation

An experimental study of a dual-polarized L-probe patch antenna is presented. The antenna is designed to operate at around 1.8 GHz. A "dual-feed" technique is introduced to achieve high isolation between two input ports. The proposed antenna has an impedance bandwidth of 23.8% (SWR/spl les/2), 15% (SWR/spl les/1.5) and an isolation over 30 dB. In array designs, techniques for improving the isolation between two adjacent elements of an antenna array are also investigated. A two-element array with more than 30 dB isolation is designed and tested.     

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。     

解耦合的紧凑微带天线阵设计

设计出一种新型结构的解耦合微带天线阵,用折叠型微带电路替代集总元件电路,简化了电路结构,便于加工制作;天线采用倒L结构作为辐射单元以减小天线的尺寸;端口的匹配采用阶梯形阻抗匹配器来提高匹配程度。仿真和实测结果显示,该天线阵工作在2.45 GHz,天线单元反射系数和天线单元间的隔离度在工作频段（2.4 GHz-2.48 GHz）内均小于-20 dB,天线远场保持了较好的全向性。     

高隔离度低相关性MIMO移动终端小型化多天线

A new method of forming a four-port multi-antenna by a two-unit patch antenna array is proposed to design a high isolation low correlation small size multi-antenna. Dual polarization is realized by the method of feeding in two ports. Defected Ground Structure (DGS) is used to eliminate the coupling between the two antenna units. The test results show that the isolation between two ports reaches around 20dB, and that the antenna correlation coefficients is less than 0. 5, which meets the requirements of future mobile communication systems and provides a solution to multi-antenna of MIMO terminals.     

基于介质片加载实现MIMO介质谐振器天线解耦

提出了一种通过在介质谐振器(DR)上表面侧边加载介质片(DS)来实现1×2 MIMO介质谐振器天线(DRA)解耦的新方法。1×2 MIMO DRA采用双层介质基板结构以优化阻抗匹配特性和辐射特性,两DR的边到边间距为0,天线工作在毫米波频段。所加载的DS使得DR内的场重新分布并向DS加载区域以及DS内集中,从而减弱耦合到另一DR单元的场强以实现解耦效果。基于ANSYS HFSS的仿真结果表明天线的-10 dB阻抗匹配带宽为25.6%(22.75～29.43 GHz),带内最大实现了30 dB的隔离度的增强。     

Ka-band Dielectric Waveguide Antenna Array for Millimeter Wave Active Imaging System

Ka-band compact dielectric waveguide antenna array for active imaging system is given. Antenna array with WR28 metal waveguide direct feeding is specially designed with small size, high gain, good radiation pattern, easy realization, low insertion loss and low mutual coupling. One practical antenna array for 3-D active imaging system is shown with theoretic analysis and experimental results. The mutual coupling of transmitting and receiving units is less than -30dB, the gain from 26.5GHz to 40GHz is (12-16) dB. The results in this paper provide guidelines for the designing of millimeter wave dielectric waveguide antenna array.