基于折叠间隙波导结构的缝隙阵列天线设计

文章在间隙波导(Gap Waveguide)的研究基础上,提出了新型的折叠间隙波导(Folded Gap Waveguide)结构。这种结构不仅保留了原来GWG结构的传输特性,而且其横向尺寸减小了一半,结构更为紧凑。文章以FGWG结构为平台,设计了一个工作在35GHz的2×6元缝隙天线阵列,并在上方架设金属极化栅以降低交叉极化,天线工作在34-36GHz,中心频率增益约为16.7dBi。     

基于宽带极化转换超表面的天线RCS缩减

针对天线隐身问题,设计了一款宽带极化转换超表面加载的缝隙阵列天线。超表面采用渐变L型枝节的设计方法,其极化转换比大于0.9的工作带宽为79.2%。为缩减一款2×2的H形缝隙阵列天线的雷达散射截面(Radar Cross Section, RCS),将超表面结构加载到该天线上方。对阵列天线及超表面天线分别进行了仿真和测试,超表面天线的辐射特性保持良好,同时其RCS对于垂直入射方向上的x和y极化波分别在13.4～30.5 GHz和13.1～30.7 GHz得到10.0 dB的缩减。     

波导缝隙阵列天线设计

根据等效磁流片法对矩形波导宽边纵缝阵面进行分析设计,采用拟牛顿法对阵面参数求解,设计中考虑了波导内、外互耦的影响,孤立缝的自导纳采用矩量法获得,计算中考虑壁厚。阵列单元的结构与参数采用孤立缝的精确分析结果,从而加快了迭代速度。以S波段2×4单元缝隙阵的阵面分析计算和设计制作为例,测试与仿真的天线特性符合良好。     

基于相位梯度表面的缝隙阵列天线宽带RCS减缩

提出了一种基于耶路撒冷十字单元的相位梯度表面, 并将该表面加载到缝隙阵列天线表面.通过利用该表面将空间波(propagating wave, PW)转化为表面波(surface wave, SW)及奇异反射特性, 天线可以在很宽的频带内实现显著的雷达散射截面(radar cross section reduction, RCS)减缩.与参考天线相比, 设计天线在TE和TM两种极化波垂直和斜入射状态下均在6~18 GHz频带范围内实现了单站RCS减缩, 并且在9.5 GHz处的最大减缩量达到20 dB.与传统的天线RCS减缩技术相比, 该方法可以在保证天线原本辐射性能的基础上同时实现天线带内和带外的RCS减缩.     

基于波导缝隙阵列的新型太赫兹频率扫描天线

为缩短太赫兹系统成像时间,该文提出将频率扫描天线应用于太赫兹成像系统中,并设计了一种基于波导缝隙阵列的太赫兹频率扫描天线。该文采用泰勒综合法降低副瓣电平,通过软件仿真结合功率传输法设计最优的缝隙分布。太赫兹波导缝隙阵列天线具有加工简单、成本低的优势,通过太赫兹准光测试系统对天线性能进行测试,实测天线扫描角度可达40°,增益约为15 dB,副瓣电平抑制优于–20 dB。测试结果表明太赫兹波导缝隙天线具有扫描角度大和副瓣低的优良特性,在太赫兹成像和目标探测等领域有巨大的应用价值。      

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。     

阵列天线RCS分析及减缩

阵列天线的散射场由结构项散射场和模式项散射场2部分组成,在低RCS阵面设计过程中,两者互为主导,相互制约,必须同时有效克服。文中给出了一些天线结构散射场和模式散射场的减缩方法,仿真结果表明它们能够有效降低天线阵面的雷达散射截面,达到天线隐身的目的,具有较好的工程实用性。     

基于SIW的多波束波导缝隙阵列天线设计

基片集成波导(SIW)是一种新型的波导结构,具有低插损、高Q值、易于加工和设计等优点,在雷达、通信和导航等领域有很好的应用价值。本文应用SIW技术设计与仿真了一个Ku波段基于Butler矩阵馈电网络的多波束波导缝隙阵列天线。仿真结果表明该天线通过俯仰维实现同时4波束,提供±45o覆盖,具有良好的方向图和驻波特性。它采用一体化设计方式,大大减轻阵列天线重量和减小尺寸,具有较高的工程实用性。     

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。     

基片集成波导缝隙阵列天线稀疏布局的实验研究

基于标准单层印刷电路板工艺, 设计并实现了一个X 波段稀疏布局的2伊2 基片集成波导宽边纵缝 阵列天线。稀疏布局一方面简化了设计、降低加工工艺要求,另一方面,单元数目的减少,扩展了天线的带宽,同时 减小了缝隙间的互耦,因此提高了设计效率。仿真和测试结果验证了该方法的可行性和高效性。     

波导裂缝阵列天线的结构设计

简述了常规波导裂缝阵列天线的结构设计方法,同时以某些天线为例强调了结构设计时主要考虑的几个因素。     

一种右旋圆极化非谐振波导缝隙阵列天线设计

文中提出一种基于能量传输理论的非谐振波导缝隙阵列设计方法,设计了一款右旋圆极化非谐振波导缝隙阵列天线.圆极化由加载在波导缝隙上的切角正方形波导圆极化腔实现,文中分析了腔体的各设计参数对圆极化特性的影响,实现了圆极化腔与波导缝隙的分离设计.设计的8×8阵列天线工作在17 GHz,主频处能量辐射效率大于94％,主瓣增益25...     

W波段多波束基片集成波导缝隙阵列天线

束天线.     

单脉冲平面缝隙阵列天线设计和误差分析

文中介绍由波导宽边纵向缝隙构成的单脉冲平面阵列的设计方法,给出具体阵列天线的设计结果。以14×14元平面阵列为例,分析单脉冲阵列天线主要组成部分的误差对天线性能的影响。计算分析了缝隙位置与长度的加工数据的误差,馈电(和差器)的幅度、相位误差,馈电缝阵的误差,以及工作频率等对方向图的影响。文中计算和分析结果与实验结果吻和较好,误差分析结果可作为该类天线对加工公差要求和实验分析的依据。     

基于圆波导缝隙的双极化水平全向阵列天线设计

设计了一种具有水平全向辐射特性的双线极化圆波导缝隙阵列天线。利用双模式转换器馈电,以提供天线所需的TM₀₁及TE₀₁模式,并抑制波导内其余高次模和基模的传输;通过沿圆波导周向交错排列的矩形横缝及纵缝,分别实现垂直和水平极化;其中将横向矩形缝隙设计为平行双环结构来增加带内谐振点,进而拓展天线的工作带宽;此外,将两种缝隙沿波导轴向进行组阵,并在天线阵列末端设计了匹配结构用以减小TM₀₁模式所带来的能量反射。仿真结果表明：该天线两种极化方式电压驻波比小于2的驻波带宽为2.75 GHz～2.95 GHz,并且整个工作频段内,两种极化方式下的增益均超过7.5 dB,水平面内不圆度小于1.8 dB,可适用于气象雷达领域。     

低副瓣基片集成波导缝隙阵圆极化天线

基于基片集成波导技术与标准印刷电路板工艺,实现了圆极化、低副瓣的平面缝隙天线阵列.辐射单元采用基片集成波导项层匹配缝隙对结构,行波式圆极化单元.辐射缝隙经过改进,单个辐射单元的反射系数均小于-30 dB.平面阵列采用基片集成波导低副瓣功分器馈电.文中给出了具体设计公式、方法和仿真结果.设计制作的16×16阵列在16.1 GHz频点上实测增益为30 dB,轴比为0.7 dB,副瓣小于-20 dB.     

基于超材料结构的定频波束可调天线设计

提出了一种新颖的波束可调天线。该天线辐射单元采用加载电容的超材料结构,相较于传统波导裂缝阵列天线的辐射缝隙,超材料辐射单元的尺寸缩小了76%;天线采用蚀刻有超材料结构的Rogers RT5880印刷电路板(PCB)作为天线辐射面,通过调整加载在超材料单元上的电容来调整波束指向。天线的测试结果与电磁仿真软件仿真结果接近。测试和仿真结果表明,天线工作在频率15 GHz,最大增益为11 dBi,辐射效率为80.8%,波束可调天线实现了-28°,-20°,-12°,-6°,6°, 13°和24°七种不同波束指向。     

基于基片集成波导(SIW)的低副瓣阵列天线设计

基片集成波导(SIW)因其低插损、易于加工等特性,在微波天线领域受到了广泛关注.本文应用SIW技术设计了一个Ku波段20元并联馈电的低副瓣线阵天线.实测结果表明在6%的带宽内,其VSWR＜1.5,可以实现-27dB以下副瓣电平及高于18.7dB的增益.此天线应用了改进的维尔瓦迪辐射单元,有效抑制了单元间的互耦,其功分器...     

缝隙加载方法减缩微带天线RCS

分析缝隙加载方法减缩微带天线雷达散射截面(RCS)的基本原理和规律.分别介绍四种不同加载形式,综合利用其中两种形式对微带天线RCS进行减缩.在天线增益只下降0.2dB,其它工作性能基本保持的情况下,微带天线RCS在很宽的频带内得到较大幅度的减缩.