宽频带膜片激励波导窄边非倾斜缝隙阵天线

文中提出一种新型宽频带低交叉极化的波导缝隙线阵设计，辐射单元是由波导内膜片激励的窄边非倾斜缝隙。线阵划分成多个子阵，并由功分器馈电。设计、加工了一个16单元X波段的均匀直线波导缝隙阵，测试得到7．2％阻抗带宽（VSWR≤1．5），天线辐射方向图最高副瓣电平低于-11．8dB，并且具有低于-39dB的交叉极化特性。     

新型X波段波导缝隙阵列天线的设计

为了克服传统波导缝隙阵列天线重量大、副瓣偏高等问题,提出一种小型化、低副瓣X波段波导缝隙阵列天线的设计方法。首先采用高斯分布实现其幅度加权,快速完成低副瓣波导缝隙阵列天线的设计;然后结合HFSS 软件对传统压缩波导的窄边尺寸进行优化,减小窄边尺寸;同时采用3D 打印技术制造ABS 塑料波导缝隙框架和金属电镀工艺实现天线的加工,通过仿真分析和实物加工测试验证了所设计天线的有效性。所设计的天线方位面副瓣电平可达到-25 dB 以下,重量从25 kg 减小到2.5 kg,减重比达到了90%。最后,详细分析了不同金属电镀层厚度对天线性能的影响。     

波导窄边缝隙阵列天线的分析与设计

波导窄边缝隙阵列天线由于效率高、功率容量大、稳定性好及副瓣电平低等特性,在雷达体制上使用广泛。对于单一波导窄边缝的隙线阵,根据设计指标,首先分析其理论模型并给定理想的设计参数,再利用Ansoft公司的HFSS软件的参数扫描及优化功能,通过局部调整设计参数就可以方便地得到缝隙的谐振结构。利用这种设计方法可以快速得出所需要的低副瓣窄边波导缝隙阵列天线。     

新型双极化波导缝隙天线研究

传统的双极化波导缝隙天线阵每种极化方式交叉极化都较差,极化端口隔离度不高,尤其是垂直极化波束在进行大角度扫描时,容易出现二次副瓣.针对上述情况,文中介绍了一种新型的双极化波导缝隙阵天线阵,水平极化天线采用非倾斜窄边缝波导缝隙天线阵,垂直极化天线采用非对称脊波导宽边开缝波导缝隙天线阵.通过对该新型双极化波导缝隙阵进行仿真分析和试验研究,发现该组阵方式较大改善了2种极化方式的交叉极化,有效提高了2种极化天线之间的隔离度,可实现宽角扫描,较大改善了整个阵面的性能,具有较好的工程实用性.     

星载Ku波段波导缝隙天线的缝隙特性分析

在星载Ku波段谐振式波导缝隙阵列天线设计中,由于结构空间的限制,采用半高非标准波导。考虑到半高波导中更容易产生高次模影响的特点,以及设计成本和效率问题,将基于有限元法的高频电磁仿真软件Ansoft HFSS与Fortran编程相结合应用于该类天线的设计。采用HFSS研究并描述了宽边纵向辐射缝隙和中心倾斜耦合缝隙的特性,结合Elliott提出的经典平面缝隙阵设计理论,用Fortran编程设计了阵元数为80(8×10)的波导缝隙阵列天线实验件,并用HFSS仿真优化了天线阵整体的性能。对实物天线进行了近场测试,结果表明:天线的E面和H面副瓣电平分别是-29dB和-27.5dB,1.3以下驻波带宽为340MHz,与仿真结果基本吻合。良好的测试结果验证了用HFSS获取缝隙特性曲线的正确性及设计方法的有效性,为后期大型阵列设计提供了一种有效的方法。     

基于单脊波导的缝隙阵列天线研究

采用理论分析和电磁仿真相结合的方法,详细分析了单脊波导中电磁场和表面电流的分布特点,并结合计算机辅助设计的方法,实现了一款工作于C波段单脊波导脊边双缝阵列天线.这种新型天线通过在单脊波导的脊边上成对开设倾斜缝隙来实现.仿真实验表明:本设计中天线的交叉极化降低到-50.26dB,而天线的横截面尺寸仅为同频段标准矩形波导的47%.     

一种宽带缝隙耦合微带天线阵列的设计北大核心CSCD

微带阵列天线具有增益高、剖面低、体积小、重量轻、成本低、易共形等优势,为了克服其频带窄、交叉极化强的问题,文中采用偏置缝隙耦合馈电、上层贴片、并馈网络等措施设计了宽带多层微带阵列天线。在等效电路分析基础上,结合仿真验证,分析了关键参数对天线单元阻抗匹配的影响,得出了单元最佳结构尺寸。采用了灵活的等功分并馈网络实现了8×8布局、45°极化的微带阵列天线。仿真和实测结果表明:电压驻波比VSWR<2的阻抗带宽达到48.8%,半功率波束宽度HPBW>9.2°时增益大于18 dB,交叉极化电平低于-22 dB,同时具备较深的零深、较低的副瓣电平。     

一种宽带双极化波导阵列天线的设计

设计了一种适用于雷达、通信等领域的宽带双极化波导阵列天线。天线的垂直极化信号通过波导阻抗变换直接馈电实现,水平极化信号通过由垂直极化信号馈电、缝隙耦合的方式实现。设计的阵列天线在12 GHz～15 GHz的频带内驻波比小于2,交叉极化低于25 dB,单元增益在带内大于8 dB,波束宽度大于60°。加工天线后实测结果与仿真结果吻合,该种阵列天线既适合固定波束阵列天线,又适合具有相扫功能的阵列天线。     

一种波导窄边裂缝天线缝隙倾角的改进方法

为减小波导窄边裂缝天线缝隙间互耦对天线性能的影响, 实现低副瓣的设计, 提出了一种倾角波动分布的设计方法.天线电流分布选用泰勒分布, 利用HFSS软件确定缝隙倾角初值, 在此基础上得到波动分布的倾斜角度, 并通过遗传算法对缝隙倾角进行优化.使用Matlab与HFSS软件联合仿真, 省略了建模、设置参数等大量操作, 提高了设计效率.基于此, 设计了一款长度为1.2 m的X波段波导窄边裂缝天线, 仿真发现副瓣电平比传统设计方法低2.17 dB, 加工了天线实物并进行了测试, 天线实测增益和副瓣电平分别为20.9 dBi和-28.7 dB, 验证了方法的有效性.     

X波段缝隙波导阵列天线

本文主要介绍窄边缝隙波导阵列天线的设计方法,最重要的是确定所需孔径分布(它决定副瓣电平)的缝隙电导。然后由实验得到缝隙的实际参数。为了验证设计方法,在X波段加工了70个缝隙的波导阵列,同时设计了一个二维波导平板阵,作了较全面的试验,获得了比较满意的结果。     

耦合纵缝馈电的短路波导宽边纵缝阵的分析与设计

基于三层结构（馈电缝、耦合缝、辐射缝）平面缝隙阵天线设计的需要,用场分析法对由耦合纵缝馈电的两端短路波导宽边直线纵缝阵进行了分析和综合。该法考虑了所有的互耦、高次模及波导壁厚的影响,得到了耦合纵缝馈电的两端短路波民宽边纵缝直线阵在辐射缝偏心距相同和缝长相同时直线缝阵口径分布等幅同相的结论。利用所得结论并结合泰勒线阵综合法提出了适合于对文中系统进行综合的有效方法。     

大型波导纵缝阵列天线的分析与设计

本文利用矩量法和等效网络法对矩形波导宽边纵缝阵列进行了精确的理论分析，严格计算阵中缝隙的内部和外部互耦，并利用等效网络法提取阵中缝隙的等效导纳特性。在此基础上，提出模型阵列和模型缝隙的大型波导缝隙阵的设计方法．理论结果与实验比较吻合。     

波导终端缝隙对的分析

在小型波导缝隙阵设计中，采用匹配缝隙是减少终端损失、提高天线效率的关键技术之一。本文给出了矩形波导终端匹配缝隙对的分析。该缝隙对是由波导宽壁上的纵缝和横缝构成的。基于等效原理和并矢格林函数建立了缝隙对的耦合积分方程组，然后作数值求解。计算了缝隙对的反射特性与辐射特性，给出了缝隙对口面电场的幅值和相位以及波导驻波比随缝隙长度和频率的变化曲线。本文的计算结果可用于圆极化波导缝隙阵的设计     

Grating Lobe Suppression of Narrow-Wall Slotted Hollow Waveguide Millimeter-Wave Planar Antenna for Arbitrarily Linear Polarization

A high-gain and high-efficiency slotted waveguide planar antenna is developed in the millimeter-wave band. Forty-five degree inclined polarization is required for automotive radar systems. In the design of slotted waveguide array for arbitrarily linear polarization, slot spacing is one guide wavelength which is larger than a wavelength in free space. Consequently, grating lobes appear in the radiation pattern. So, we developed a slotted waveguide planar antenna composed of post-loaded narrow-wall slots and a single-layer alternating-phase feeding circuit. A planar antenna with suppressed grating lobes has been fabricated and its RF performance has been measured. The measured gain is 33.2 dBi and antenna efficiency is 56% at 76 GHz. Grating lobe level is -28.6 dB lower than main lobe level. Since the proposed structure remains simple, the antenna is expected to be manufactured by metal injection molding for low cost     

矩形波导宽边偏置交叉缝研究

提出了一种新的矩形波导缝隙阵列的单元形式－宽边偏置交叉缝，并采用全域正弦基Ｇａｌｅｒｋｉｎ法对其散射特性和谐振特性进行了理论分析。数值结果表明，这种缝隙单元的散射作用与宽边偏置纵缝相似，二者均可以用等效传输线上的一个并联导纳来表示，但交叉缝的谐振长度比纵缝显著缩短，因而交叉缝阵列中单元间的互耦相对较弱，频带相对较宽。理论计算结果与实验测量数据的良好吻合验证了上述分析方法的准确性。     

Slotted waveguide directional coupler characteristics

A moment method (MoM) solution for slotted waveguide directional couplers which is sufficiently accurate for predicting the couplers' characteristics is demonstrated. The slot length in the waveguide directional couplers considered is about four wavelengths and the wall thickness is about 0.27 λ. To simplify the numerical computation, the formulation assumes a uniform field across the slot aperture and utilizes Galerkin's method with the entire domain sinusoidal basis. A self-consistent method taking the finite wall thickness into account avoids an additional matrix equation, as in other MoM formulations. The final solution forms the basis for an efficient computer code applicable to dielectric-loaded slotted waveguide directional couplers. The uniform field assumption restricts the present solution to narrow slots. Numerical results verify, by comparisons with published analytical and experimental data, that this solution is valid for slot lengths as long as 4λ. A detailed discussion of the characteristics of narrow-wall and broad-wall slotted waveguide directional couplers is presented     

全向波导裂缝阵列天线的数值分析

介绍了一种新的分析全向矩形波导裂缝阵列天线方向图的方法 .以电场积分方程为基础 ,选用Rao ,Wilton和Glisson的RWGfunction作为矩量法计算的基函数和检验函数 ,计算了裂缝波导内外壁上的电流分布 ,继而对全向波导裂缝阵的辐射方向图作了计算。数值计算结果也验证了T .Takeshima的实验结论即裂缝对矩形波导的E面全向辐射特性及波导高度对方向图不圆度的影响。同时也说明了文中所介绍的方法的有效性。     

波导窄边斜缝行波阵列天线设计

为了快速设计波导窄边斜缝行波阵列天线,采用理论计算结合软件仿真的方法。利用电磁仿真软件HFSS模拟实验过程,得到裂缝电导函数。初始设计完成后,比较仿真结果口径分布和理论口径分布的差异,微调裂缝尺寸参数使天线口面幅度逼近设计值。设计了一个47阵元行波线阵,并采用两根波导对称放置抑制交叉极化。Taylor综合副瓣值为-30 dB,仿真得到的最大副瓣值为-24.8 dB,波瓣宽度为2.2°,增益为24.6 dB。     

对角馈电的SIW单腔体双极化领结形缝隙天线

多极化天线能够有效利用电磁波的空间维度,使无线通信或雷达系统容量得到很大提高。从对角馈电的基片集成波导腔体的场分布出发,分析其传输模式。通过在腔体表面设置正交缝隙,可以实现两种相互垂直的极化方式。在分析正交矩形缝隙和领结形缝隙的尺寸对天线性能影响的基础上,获取了TE120模谐振频率的经验计算公式,从而设计了两种双极化天线并比较了两者的工作性能。测试和分析结果表明,双极化领结形缝隙天线具有更大的带宽和更小的缝隙尺寸,测试的工作带宽为200 MHz,天线增益为5.2 dBi,具有广阔的应用前景。