机载通信天线辐射特性分析

采用一致性几何绕射理论分析了某型航空飞行器机体对其上安装的通讯线天线辐射方向图的影响,给出了航空飞行器散射模型建立的原则和方法,对安装在飞机表面的通信线天线阴影区散射场计算公式进行了详细的分析推导,设计了机载通信线天线辐射方向图计算软件,可快速准确计算机载天线辐射方向图．以通信常用单极子天线为例,计算了机体表面不同安装位置线天线受载机影响辐射方向图,该结果对机载天线安装位置优化有指导意义．     

应用几何绕射理论(GTD)分析和计算有限结构上的天线的辐射特性

本文应用克勒尔(Keller)的几何绕射理论(GTD)的基本原理,采用孔琼(kouyoumjian)的一致性直边缘绕射系数求解有限结构上的天线在特定平面的辐射特性,并发展了一个计及多次边缘绕射(忽略后向绕射)的辐射场的普遍近似算式。应用这一算式可一次计算计及二次绕射、激励天线采用半波振子及倒L形振子的截锥底天线、截锥侧天线、圆柱侧天线、截锥柱侧天线等不同类型结构的辐射图。计算结果与实验测量一致性较好。证明在所研究的平面内,采用直边缘绕射的一致性几何绕射理论来近似处理是可行的,特别适合于工程应用。为估计不同激励源对实际结构的辐射影响,还专门设计了一个计算机程序。计算一个给定结构的方向图在TQ-16电子计算机上只需2～3分钟。从而提供了利用计算机、而不是仅凭实验辅助设计这类天线(型式、位置、排阵法)的一个较为简便的手段。充分利用由理论估计并利用计算机算出的近似结果,可以大大减少为摸索所需方向图的实验时间、费用及盲目性。     

计算天线方向性的GTD法

本文简要地介绍了曲面及直劈几何绕射理论(GTD)在计算天线方向性中的应用。文中给出了曲面绕射理论计算天线滚动面辐射场以及直劈绕射理论计算天线子午面(E面)辐射场的计算公式,并且将计算值与实验结果进行了比较,一致性较好。这表明,用这两种理论计算天线的方向特性,可以满足工程要求,利用己设计好的计算机程序,可以很快予计方向图。两种理论的结合,可以期望得到有限结构的复杂物体上天线的立体方向图。     

用几何绕射理论计算加围边抛物面天线方向图

本文运用几何绕射理论分析计算出加围边抛物面天线完整方向图。利用斜率绕射计算 H平面方向图。所得出的天线后瓣电平计算公式,已计及围边与馈源初级方向图不对称性的影响,计算简便。计算机程序设计是通用的。理论计算与实测结果比较吻合。     

机载相控阵天线建模及辐射特性的研究

针对机载相控阵天线电磁辐射特性预测难的问题,利用HFSS对相控阵天线的方向图特性进行了研究。对单元天线进行了物理建模,得出了方向图特性曲线,结合天线绕射理论分析了机载平台对天线辐射特性的影响。研究结果表明,利用HFSS仿真结合天线绕射理论可简化相控阵天线电磁辐射特性的预测。     

宽角扫描双反射面天线的方向图分析

为了计算双反射面天线的宽角扫描辐射特性,该文给出了一种双反射面天线的方向图混合分析方法．先将几何光学和基于傅里叶-贝塞尔方法的物理光学相结合,提出了一种有效的双反射面天线次级方向图分析方法．与文献中已有结果的比较表明,文中的混合方法是可行和精确的,并采用该混合方法对一个侧馈偏置卡塞格伦天线进行了分析,给出了该天线的宽角扫描辐射特性和增益．计算结果表明,该天线在宽角扫描过程中,辐射方向图无太大畸变,增益损失很小,副瓣电平优于-20dB．     

表面误差对侧馈偏置卡塞格伦天线辐射场的影响

以侧馈偏置卡塞格伦双反射面天线为对象,通过数值计算方法分析了该天线的平均功率方向图,研究了反射面随机表面误差对天线辐射特性的影响．分析过程中首先将反射面上某点的随机误差量定义为该点在标准反射面法线方向上的偏移量,并认为反射面上每一个小区域内的偏移量相同,然后在随机表面误差带来的口径相位误差服从均值为零的正态分布的条件下,推导了天线平均功率方向图的计算公式,并利用该公式模拟计算了相关的数据和曲线．文中结果可为反射面制造精度的确定提供参考．     

一种抑制副瓣喇叭天线的3维UTD分析

将喇叭天线的口面边缘作成曲线形状可抑制其远副瓣和后瓣电平。本文介绍了将一致性几何绕射理论（ＵＴＤ）分析由二维推广到三维，并用它对这种改进型喇叭的Ｅ面方向图进行分析的过程。文中还引用改进型喇叭和规喇叭特性的计算结果与实际测量结果，两相比较，可看到这种分析方法的准确性。     

圆锥底上垂直单振子滚动面辐射的GTD计算

本文应用几何绕射理论(GTD),计算了圆锥底上一元和二元垂直单振子滚动面(赤道面)的辐射图。计算中考虑了一次和二次绕射。为了搜索所有可能的一次和二次边缘绕射点,根据费马原理,导出了两个超越方程组。由计算机程序完成的计算与实验进行了比较,取得了较为一致的结果。与以前计算得到的圆锥底上垂直单振子的俯仰面(子午面)辐射图一起,构成了圆锥底上垂直单振子的立体辐射图。本文的结果和分析方法,容易推广到金属圆盘上的天线及偏焦抛物面的辐射计算。     

超宽带TEM喇叭天线的研究与设计

超宽带天线技术具有广泛的应用前景,TEM喇叭天线是一种典型的超宽带天线.应用辐射方程,分析了带地板的TEM喇叭天线,对超宽带TEM喇叭天线阻抗和辐射特性问题进行了研究.该TEM喇叭天线由1个三角形金属板和1个地板组成,采用同轴线形式馈电.基于传输线模型,对TEM喇叭天线进行了建模仿真,并进行实验研究,结果表明,在1GHz~18GHz频带内,反射系数控制在-10dB以下,增益在8dB以上,并且在2GHz~14GHz频率范围内,增益均在12dB以上.测试结果表明,该天线具有良好的阻抗特性、定向性和群延迟特性,对脉冲辐射通信系统和超宽带雷达的研究具有很好的理论与实用价值.     

基于弹跳射线法的机载天线仿真分析

提出了基于表面电流法的弹跳射线法,并利用对比基于接收球算法的射线追踪法和矩量法的计算结果来验证算法的计算精确性,然后采用基于表面电流法的弹跳射线法分析某型号直升飞机机载天线,对比不同位置处天线的方向图变化,分析变化原因,为实际飞机天线布局设计提供参考.     

角锥喇叭相位中心的移动参考点计算法

为了找到角锥喇叭天线在主瓣某一范围内使场的相位保持相对恒定的等效相位中心,提出了一种确定角锥喇叭天线等效相位中心的分析方法。该方法通过采用角锥喇叭的简化模型对角锥喇叭天线远区辐射场进行分析,利用该移动参考点法计算和分析了角锥喇叭E面和H面的相位中心和等相位面宽度,得出了角锥喇叭的相位中心、等相位面宽度与等相位面的相位偏差之间的关系。     

天线罩对阵列天线方向图的影响

利用复源点波束场的叠加来模拟阵列天线的方向图,并利用复射线理论对带罩阵列天线的一体化辐射特性进行仿真分析,得到了对阵列天线与雷达罩一体化设计有参考价值的结论。     

Design of dual-band shared-aperture circularly polarized antenna with a wide beam for aircraft platforms

Most of published shared-antennas focus mainly on the characteristics of multi-band and multi-polarization, that is, a high profile and a complex structure. A dual-band circularly polarized shared-antenna is presented with a simple structure and wide beam coverage. Firstly, to reduce the size and weight, the shared-aperture antenna is applied for the quad-operating frequencies (UHF1/UHF2/S1/S2) with a stacked microstrip patch antenna and high dielectric constant substrates. All the quad-operating bands can be freely tuned by changing the lengths of patches. Secondly, the substrate with a high dielectric constant is added on the patch to improve the gain of the antenna in the low elevation direction, broadening the antenna beam. Next, to obtain the quad-band circularly polarization (CP) radiation pattern, the feeding structure with the broadband phase shifter is also designed. Finally, the proposed antenna prototype is fabricated and measured. Its measured impedance bandwidth, axial ratio and radiation pattern are in good agreement with simulation results. The proposed antenna has already been applied to a special airborne communication system. Additionally, the antenna synthesis method may be further extended to realize the shared-aperture circularly polarized antenna with more than two bands.     

无人机机载通信倒F天线的设计与特性分析

首先对倒F天线的辐射特性进行简要分析；然后对该天线结构和电气性能进行仿真，设计并制作出了2种性能较好的倒F天线；最后通过建模仿真，比较无人机上不同位置倒F天线的辐射特性及2部倒F天线间的耦合特性，给出了一个小耦合的安装方案。     

机载雷达舱瞬态温度场的数值模拟

针对机载雷达舱瞬态温度场的分析与计算问题,引入壁面热流函数,简化了雷达舱外复杂的热边界条件,针对雷达舱内电子设备热物性参数的不确定性,提出了一种简化的工程计算方法.分析了雷达舱内辐射-导热-对流耦合换热作用,建立了雷达舱动态热平衡方程,在结合雷达舱环控系统的基础上,采用蒙特卡罗法求解舱内设备之间的辐射换热,采用热网络法求解雷达舱内的耦合换热,获得了雷达舱内的瞬态温度场,分析了不同初始状态及飞行工况对雷达舱瞬态温度场的影响,为机载雷达舱设计及相关研究提供了重要依据.