W波段平板缝隙阵天线的多场耦合分析

采用多物理场耦合仿真技术设计了一部W波段低副瓣平板缝隙阵天线,重点研究了热-结构-电磁多物理场耦合的仿真设计方法,通过对W波段平板缝隙阵天线在温度场、位移场和电磁场综合环境下的耦合分析,验证了高频天线单一的电磁理论仿真结果与实际使用时的电气指标存在较大的差异,这对预测和优化复杂弹载环境下W波段平板缝隙阵天线的电气性能具有重要的指导意义。     

3mm 平板波导缝隙阵天线设计研究

3mm 波段多层平板波导缝隙阵天线口面利用率、阻抗带宽明显优于传统单层结构,适用于小型化高 精度无线探测设备。由于3mm 波段波长短,加工误差对天线性能影响较大,本文重点分析了加工工艺对天线参数选 取的影响,对电气设计进行了优化,更好地满足了可制造性要求。通过加工3mm 的平板缝隙阵天线样件,对其缝隙 参数的加工误差进行定量分析,并且对比了电气性能的仿真和实测结果,证明了该设计方法的有效性和实用性。     

Ku频段双极化平板波导阵列天线的结构设计

平板波导阵列天线具有体积小、剖面低、效率高和重量轻等优点。针对Ku频段双极化平板天线结构的要求,从平板波导阵列天线的组成、结构设计和加工制造工艺等几个方面,详细论述了该类型的平板波导阵列天线的结构设计方案和工艺加工制造的关键技术。实测结果表明,天线结构设计取得了成功,对同类天线的结构设计具有指导作用。     

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。     

一种Ka 波段对称四波束波导缝隙行波阵列天线的设计

本文给出了一种Ka 波段对称四波束波导缝隙行波阵列天线的设计方法。该设计对经典行波阵理论进行了改进 和创新,提出将驻波阵的电流幅度分布理论应用于行波阵,推导出多波束波导缝隙的电场分布方程,实现了波导缝 隙阵列天线对称四波束配置,并具备共口径、高增益、低副瓣等优点,满足多普勒测速雷达对天线的要求。HFSS 软件仿真测量结果验证了该设计的正确性。     

一种新颖的圆极化波导阵列天线设计

介绍了一种新型的Ku波段赋形圆极化波导缝隙阵列天线设计,采用矩形波导宽边纵向直缝隙耦合馈电四脊方形开口波导实现了波导天线的圆极化工作;采用波导窄边耦合器形式的功分器和配相波导组成的馈电网络,控制各线阵的幅度和相位,利用幅度和相位加权的方法实现了圆极化波导天线的波束赋形工作。基于项目需求设计、加工了一套24×16单元天线阵列,测试结果表明,该天线在3%的频段内轴向轴比优于3.0dB、驻波比优于1.6、赋形波束区域覆盖了-40°~0°的范围,满足了项目的指标要求。     

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。     

W 波段天线罩电气性能测试技术研究

电气性能指标测试是天线罩研制中的一项重要内容,目前国内的天线罩电性能测试场已经可以覆盖到Ka 波段,但还没有条件进行W 波段天线罩电性能的测试。本文首先介绍了天线罩的电气性能参数和测试方法,然后针对现有W 波段测试仪器不完善的情况,提出了利用雷达射频接收组件作为测试系统接收部分从而实现W 波段天线罩电气性能测试的 方法,并根据该方法搭建了W 波段天线罩测试系统,给出了实际的测试结果。经试验证明方法可行,测试精度基本上能够满足测试需求,且降低了对W 波段进口标准仪器的依赖。     

S波段圆波导缝隙全向天线的设计

设计了一种S波段圆波导缝隙全向天线,该天线是在圆波导柱面上开凿一定数量的纵列缝,组成缝隙阵列。经过仿真优化设计和测试,天线在360°方位面范围内幅度起伏小,具有很好的全向特性,目前天线已成功地应用到了雷达产品中。     

新型双波段共面微带/波导单脉冲天线设计

提出了一种新型共面双波段单脉冲天线设计方法, 分别给出了两个频段的驻波曲线和辐射方向图的测试结果.该天线在有限的空间内采用小型化边缘馈电的微带天线阵列与波导缝隙天线阵列复合, 实现了两个频段的单脉冲天线共口径排布, 天线厚度29 mm, 重量小于1 kg.测试结果表明该新型双波段单脉冲天线能够在X、K两个特定频段下分别得到-19 dB和-22 dB的副瓣性能及38%和45%的辐射效率, 实现了与单模相当的单脉冲方向图性能, 满足了未来复合制导系统对高性能天线的需求.     

低成本高性能背腔缝隙阵列天线

基于基片集成空腔波导（ESIW）结构设计并研制了一款低成本、宽带、高增益的背腔缝隙阵列天线。天线工作在K波段,由5层低成本FR4介质板组成,通过激励谐振腔中的TM130与TM310模式以及TM320模式来拓展天线带宽。测试结果表明,该天线的子阵和阵列的反射系数小于-10 dB的工作带宽分别为27.6%和23.7%,带内最大增益为27.1 dBi,与仿真结果比较吻合。与传统背腔缝隙天线相比,该天线具有频带宽、辐射性能良好、加工成本低等特点。     

结构紧凑型宽带低副瓣阵列天线

为了满足系统对阵列天线宽带、低副瓣的要求,设计了一款工作在X和Ku波段的结构紧凑型宽带低副瓣阵列天线,相对带宽为54.5%,副瓣电平在-30 dB以下,天线纵向尺寸为4.5λg。阵列天线采用带状线加权馈电网络和宽带带状线偶极子天线一体化设计,偶极子天线用短路探针对馈电分布电容进行补偿并加载寄生贴片,有效展宽了带宽;馈电网络通过拓扑结构设计获得各功分节点最佳功率比值,对各功分节点位置合理布局缩减馈电网络纵向尺寸。在微波暗室利用近场测试系统对阵列天线实物进行测试,验证了仿真结果。     

W 波段圆极化微带阵列天线设计

本文分析和对比了W 波段圆极化微带阵列天线不同的馈电形式,完成了圆极化阵列天线的设计。由理论分析 和仿真结果可知,单元间等幅同相馈电有利于W 波段圆极化微带阵列天线的实现,其2x2 阵列天线仿真结果驻波小于2 的相对带宽为3.5%, 轴比小于3dB 带宽为2%,中心频点94GHz 时天线增益为12.2dB。该天线在军事领域具有广泛的应 用前景。     

X波段二维扩充瓦片有源阵列天线研制

高频（X波段及以上）有源阵列天线受限于空间尺寸限制,难以直接实现二维阵列方向的扩充。本文提出的一种微波数字复合而成的二维扩充瓦片有源阵列模块,该模块采用多层印制板堆叠技术工艺,集合低频和射频馈电网络、模拟电路与数字电路的一体化功能,是实现有源天线轻量化小型化的关键设计。亦详细描述瓦片有源阵列天线的集成架构和其综合馈电网络设计。有源阵列天线阵面波束性能的仿真结果和原理样机的测试结果验证X波段二维扩充瓦片模块和阵列天线的可实现性。     

一种寄生阵列宽带圆极化天线的设计

该文设计了一款C波段单馈寄生阵列的宽带圆极化天线。此天线采用紧邻的双层F4B介质基板,通过在方形驱动贴片上开槽及采用寄生阵列的设计实现了圆极化。对天线结构的设计步骤进行说明,研究了各结构对天线阻抗带宽和轴比带宽的影响,并研究了寄生贴片切角长度和驱动贴片上的缝隙宽度对天线轴比和带宽的影响。对天线的圆极化方向图进行了仿真。仿真结果表明,在5.5 GHz时实现了右旋圆极化,最大增益为8.1 dBi。加工并测试了宽带圆极化天线,测试结果与仿真结果基本相符,天线实测的阻抗带宽为1.3 GHz,轴比带宽为1.26 GHz。设计的叠层天线具有结构紧凑,装配简单和轴比带宽大的优点。     

64单元X波段LTCC高增益圆极化微带阵列天线

采用双层矩形贴片加一对切角和2个缝隙的结构设计圆极化单元,并将其应用于X波段64单元高增益圆极化微带阵列天线。传统设计中,多层寄生微带阵列天线使用柔性基板制作,引起加工精度的问题及基板间空气层的存在,使阵列天线的圆极化特性及阻抗匹配与仿真结果相差较大。该文采用低温共烧陶瓷(LTCC)材料设计了应用于X波段的64单元双层圆极化微带阵列天线。实验结果表明,64单元阵列天线增益达到22.03dBi,S11<-10dB的相对阻抗带宽达到6.36%,天线具有良好的圆极化和阻抗匹配特性。从而验证了在研制微带阵列天线方面LTCC技术可很好地得到应用。     

X波段—体化阵列天线设计

本文介绍了一种辐射单元与功分网络集成在一起的X波段阵列天线。相对带宽为10％。利用HFSS、DESIGENR．等电磁软件进行了仿真设计。样件测试结果表明在所要求的频段内的阵列天线各种参数指标满足指标要求     

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。     

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.     

平板裂缝天线的结构设计

平板裂缝天线可满足雷达系统对天线增益高、副瓣低、体积小、重量轻的要求,所以它的设计和制造已受到普遍关注。针对雷达系统对平板裂缝天线的要求,从平板裂缝天线的结构组成、结构设计、载荷的确定和力学分析等几个方面介绍了平板裂缝天线的结构设计特点,并提出了平板裂缝天线结构设计今后的发展方向,对类似的天线结构设计有一定的借鉴作用。