K波段圆极化介质集成背腔天线阵

为解决背腔天线阵在K波段由于尺寸过小导致的加工和组阵困难等问题,基于多层印刷电路板(PCB)工艺,提出了一种由介质集成波导(SIW)馈电的4(4介质集成椭圆背腔天线阵列。该阵列的基本辐射单元由一对三角形贴片和一个介质集成的椭圆腔体构成,圆极化特性是通过背腔口径上正交场分布实现,贴片上2种正交电流模式辅助拓展了单元的圆极化轴比(AR)带宽。此外,为了拓宽阵列的AR带宽,使用了一种改进型的SIW功分器和连续旋转馈电技术对阵列馈电。最后,对天线阵列模型的仿真结果进行了实验验证。通过介质集成、椭圆背腔和在背腔口径上加载三角形贴片等技术,解决了单元尺寸给加工和组阵带来的问题,实现了具有宽带圆极化特性的K波段背腔天线阵。     

新型圆极化汉字艺术天线线性阵列的设计与实现

1种新的圆极化(CP)中国梦天线阵被提出,其中中国汉字贴片有着极深的文化底蕴和新时代理念,即单馈电CP“中”字、“国”字和“梦”字形贴片天线组成三元天线阵.天线接地板上设计了1个一对三功率分配器作为天线阵列的馈电网络,使其端口的输出振幅相等而相位不等.该设计创新之处在于利用适当的相位激励非相同的单馈圆极化单元,使其形成增益与带宽符合应用要求的线性天线阵列.利用仿真和实验相结合验证,得到了2.28～2.59GHz的3dB轴比带宽,而在2.5GHz的宽边增益约为9dBic,带宽内的总效率为82%.     

环形微带聚焦天线阵列的性能优化

基于无线能量传输效率优化理论,研究了环形聚焦天线阵列的6种拓扑结构,分析了它们的性能和影响性能的因素,发现中央单元会提高传输效率而减小聚焦距离,第2环单元对传输效率和焦距大小有很重要的贡献,但增加第2环的天线数目对性能无影响,增大口径会提高聚焦距离和旁瓣电平。最终设计了一种工作在2.45GHz的16个微带天线单元的环形聚焦天线阵列。设计结果显示,该天线阵列具有高传输效率、低旁瓣,以及聚焦距离更加精确的优点。     

滑坡监测的一种新技术——GPS天线阵列滑坡监测系统

本文首先阐明滑坡监测的重要性和必要性,然后分析目前滑坡安全监测方法及其技术设备,讨论了建立实时远程监测滑坡系统必要性,然后对当前测绘新技术(测量机器人和GPS监测系统)进行比较分析,提出了一种新的滑坡监测技术方案——GPS天线阵列滑坡监测系统。接着介绍了天线阵列滑坡监测系统的硬件组成示意图、系统测量精度及可靠性,假设一个滑坡监测区域,设计几种GPS变形监测方案进行成本比较,得出该种方案可以大幅降低监测点的监测成本。     

双频ILS航向信标水平覆盖性能分析

基于三维电磁仿真软件FEKO,首先设计了目前航向信标(localizer,LOC)广泛使用的对数周期偶极子天线(log-period dipole antenna,LPDA);然后仿真分析了双频12/16/24单元LOC的水平覆盖性能;最后通过改变双频12单元LOC天线分配单元(antenna distribution unit,ADU)参数,分析了各参数对LOC水平覆盖性能的影响。结果表明:所设计的双频LOC的水平覆盖性能满足国际民航组织(International Civil Aviation Organization,ICAO)《附件10》的要求;所阐述的LPDA设计、双频LOC阵列天线布设和阵元馈电方式可为ILS的国产化提供一定的借鉴和参考,并在LOC性能指标的监视和校飞时,为调整LOC的水平覆盖性能提供相应的理论依据。     

近场聚焦平面阵列天线设计与测量

为了研制出可以应用在微波热疗领域的聚焦天线,基于电磁聚焦理论,设计制作了一个工作频率为2.45 GHz的4×4近场聚焦平面微带阵列天线。通过计算得出每个辐射单元需要的相位,再调整馈电点到每个辐射单元的距离,来控制每个辐射单元所得到的相位。辐射单元的电场在给定点处同相叠加,实现近场聚焦。仿真和测试结果表明:设计的聚焦天线在聚焦点处的电场能量最大,两边呈下降趋势,在聚焦点处是直径124 mm的圆形光斑,聚焦深度为62 cm。     

改进类电磁机制算法在阵列天线综合中的应用

针对原始类电磁机制算法中采用的局部搜索方法过于简单且寻优效率低的缺点,提出了一种改进类电磁机制算法,并用于解决大规模、非线性的阵列天线综合优化问题。改进类电磁机制算法结合稀疏阵列天线综合问题的内在机理,引入一种基于阵元状态切换的局部搜索方法来代替原有的随机线性搜索方法,能够有效地加快算法搜索速度并增强算法的全局搜索能力。二维稀疏面阵的仿真结果表明,与线性规划、模拟退火算法和混合遗传算法相比,改进后的类电磁机制算法能够获得更优的稀疏阵列。     

矿井MIMO智能天线系统的设计

分析了煤矿井下无线通信系统存在的可靠性问题,介绍了MIMO与智能天线的结合研究,针对矿井复杂的传输环境,设计了矿井MIMO智能天线系统。仿真结果表明,MIMO智能天线多天线系统能有效地改善系统的性能,提高矿井无线通信系统的可靠性。     

一种宽带X波段LTCC圆极化微带天线的设计

为解决微带天线带宽较窄的问题,文章结合LTCC技术的多层基板工艺特点,设计一种X波段圆极化微带贴片天线。该天线在采用双层矩形辐射贴片的基础上,对矩形贴片开槽和进行不同尺寸的切角,其中对下层辐射贴片进行较大程度的切角;再对上下两层采用不同厚度的基板,其中下层基板较厚。利用HFSS对天线进行仿真设计,通过优化,该天线阻抗相对带宽达到22.4%,AR相对带宽达到14.9%。     

空耦雷达在沥青道路检测中的最优离地高度研究

我国干线公路主要是半刚性基层沥青路面,承担着日益激增交通流量的压力,在长期复杂的自然环境作用、交通荷载以及自然灾害的破坏等条件下,沥青道路可能出现隐患,因此对沥青道路的检测尤为重要。在现有的空气耦合探地雷达天线阵列的基础上,基于时域有限差分的数值模拟正演方法,采用共中心点法(Common Midpoint, CMP)的测量方式,提出了速度谱算法,对多偏移距数据进行处理得出电磁波的传播速度和沥青层厚度,对天线阵列的离地高度对速度谱成像结果的影响进行分析,并对单层和多层沥青进行数据仿真。仿真数据结果表明,天线离地高度为25 cm时,速度谱中能量团最为集中,速度估算相对精确,单层与多层的沥青仿真在该高度条件下估算的沥青层厚度相对误差较小,对探地雷达在道路的检测具有重大意义。