一种相位中心稳定的星载GNSS掩星阵列天线设计

介绍了一种适用于星载(GNSS)掩星探测的新型阵列天线,可覆盖GPS L1/L2和BD2 B1/B2频段。该天线采用双层空气腔式圆极化单元,整体为变形工字型阵列形式。通过计算机仿真,并采用差分进化算法对天线单元的幅度、相位进行优化设计,展宽了阵列天线方位面波束宽度。在保证天线电性能的同时,减少了阵元数量,降低了网络设计的复杂度并减轻了天线重量。实测结果在工作频段内10 dBic方位面波束宽度≥±42.2°,俯仰面波束宽度≥±6.4°,相位中心稳定度在方位±40°内最大为±1.67 mm。表明该设计在工程应用中是可行的。     

K波段圆极化相控阵天线的研究

对K波段相控阵单元进行了详细论述,给出了介质加载的圆形波导辐射器的仿真方向图,辐射单元方向图在自由空间的波束宽度达92°.由于阵列当中互耦的影响,阵列当中单元天线波束宽度变宽,波束宽度可达98°,能够满足阵列扫描的要求.在每个单元后接一个铁氧体移相器,再由单T形组合网络合成为1个馈电端口,制造出了K波段1×8单元相控阵天线,并给出了不同扫描角的测试结果.     

一种集成监测网络的天线阵列一体化设计

针对数字阵雷达中天线阵列与监测网络独立而导致电缆或者接插件较多的问题,设计了一种集成监测网络的天线阵列。采用缝隙耦合,实现天线阵列和监测网络的一体化设计,其具有单元级监测、高集成和高可靠性等优点。在2.8~3.2 GHz带宽内,天线单元以及监测网络总口VSWR均小于1.5;天线单元两维3 d B波束宽度θE!θH=95°×120°;监测网络总口到天线单元的插损幅度为-40 d B±1.5 d B,插损归一化相位为±10°。该设计能够很好地满足数字阵雷达宽角扫描以及内检测校正等使用要求。     

一种X波段双圆极化天线的设计

本文提出了一种X波段的双圆极化微带天线。单元天线利用宽带定向耦合器实现双圆极化特性,切换馈电端口可辐射左、右旋圆极化波。耦合器通过金属化通孔与圆形贴片连通,获得了良好的轴比性能。仿真结果表明,单元天线的工作频带为9.5-11.0GHz,带内轴比小于2.04dB。单元天线剖面高度约为0.09倍波长,相对带宽为14.63%。辐射右旋圆极化波时,XOZ面、YOZ面的半功率波束宽度分别为98.5°、96.7°;辐射左旋圆极化波时,XOZ面、YOZ面的半功率波束宽度分别为97.8°、96.9°。并将单元天线排列成十六元线阵,仿真阵列的性能。十六元阵列的工作频带为9.6～10.9GHz,带内轴比小于2.61dB,最高增益18.16dBi,相对带宽为12.68%。     

一种北斗多模小型化抗干扰天线阵列设计

文章设计了一种用于北斗卫星导航的多模小型化抗干扰天线阵列。阵列包括北斗RNSS B3、RDSS S双频阵列及RDSS L频点天线单元,采用叠层双馈微带天线阵元及陶瓷介质基底,有效减小了天线口径。通过仿真分析,天线阵列驻波、极化增益性能良好,能够应用于小型化高性能北斗接收设备。     

Ku波段宽角扫描圆极化微带阵列天线设计

提出了一种三馈电圆极化微带天线。天线馈电网络采用一分三功分馈电,实现微带贴片天线的圆极化辐射,增加方向图的旋转对称性。用该天线作为阵列单元,采用顺序旋转布阵技术组成一个3×4阵列,有效地改善了阵列天线的增益扫描特性。研究了该阵列天线波束扫描时的辐射特性和极化特性。仿真结果表明:阵列天线在中心工作频率处能实现俯仰60°的扫描,在扫描范围内增益大于11.9 d Bi,轴比小于2 d B。     

新型共口径四频双圆极化微带天线的设计

提出了一种加载"牛角"形折线槽的贴片天线结构,通过调节折线槽尺寸,可灵活实现小频率比的双频设计。基于此设计了一种新型共口径四频双圆极化微带天线,仅利用三层堆叠结构实现了四个频段的覆盖,包括北斗三个频段B3(1 268±10)MHz、L(1 616±10)MHz、S(2 491±10)MHz和L波段的(1 995±10)MHz。仿真结果表明,天线在四个频段范围内均满足回波损耗小于–10 d B、轴比小于3 d B及基本的增益和波束宽度要求。天线两输入端口隔离度小于–15 d B,因此可用作北斗天线收发一体卫星通信终端应用。     

宽带双波段双极化共口径SAR天线设计

 介绍了一种应用于合成孔径雷达(SAR)的X和S双波段双极化(DBDP)共用口径宽带天线阵的设计与测试结果.针对以往同类天线低频百分比带宽明显较高频窄的缺点,设计中采用了三谐振技术来展宽低频波段的带宽;并综合采用多种方法以改善两个波段的极化隔离度.经实测,样阵X和S波段的带宽(VSWR≤2)分别达到13.1%和11%;带内阵列隔离度优于37dB,单元隔离度优于28dB;阵列方向图与理论均吻合很好,主瓣内交叉极化优于27dB;X波段扫描能力达±27°.     

X波段水平极化串馈微带天线设计

设计了一种用于连续波雷达的X波段水平极化阵列微带天线,天线阵列由中心馈电的微带贴片单元组成。采用行波串馈的形式,通过在天线两侧安装两块金属板,压窄了俯仰面的波束宽度,提高了收发天线隔离度。实测结果与仿真结果一致性比较好,在9.3～9.4 GHz的工作带宽范围内,驻波比小于1.35,副瓣低于-22 dB,收发天线隔离度大于60 dB。     

数字阵列天气雷达低副瓣天线设计

为天气雷达设计一维相扫相控阵天线,方位面副瓣低于-30 d B,波束宽度小于1°,俯仰面接收副瓣低于-40 d B。方位面波束采用窄边波导裂缝阵列天线实现,采用全数字T/R组件精确控制幅度和相位,实现低于-40 d B的俯仰面接收副瓣。测试结果表明,副瓣电平与波束宽度指标与理论值吻合较好,满足指标要求。     

双层宽波束天线设计

针对宽波束天线在车载雷达中的应用,突破角雷达方位面3 dB波束宽度的限制,实现微带阵列天线在水平面的宽波束覆盖,设计了一款1×10串馈微带双层结构天线。线阵单元采用道尔夫-切比雪夫（Dolf-Chebyshev）综合法电流分布来达到降低天线俯仰面副瓣的效果,在串馈阵列上方加载寄生贴片和介质基板拓展天线方位面的3 dB波束宽度。分析了双层天线展宽波束的原理,加工并实测了双层宽波束天线,其方位面的3 dB波束宽度为134.6°,增益达到10.6 dB,副瓣电平为-19.8 dB,可以满足车载角雷达天线需求。     

一种结构新型的双频双极化共口径微带天线

介绍了一种结构新型的双频双极化共口径缝隙耦合微带天线,天线工作的中心频率分别为2.1GHz(L波段)和8.6GHz(X波段),在两个工作频率采用了底馈的馈电方式.用时域有限差分法分别对L波段和X波段双极化的微带辐射单元进行了模拟分析,制作了L波段的2×2元即X波段的8×8元阵天线,同时给出了测量结果.     

一种赋形波束高增益微带天线

对于X波段垂直半全向天线,用传统的振子型天线实现较为困难,分析了一种用两片矩形微带串馈单元组合而成的阵列天线的阻抗和辐射特性,通过优化设计两单元天线的夹角和间距,实现了H面180°的宽波束设计,且在波束范围内的电平变化小于3dB,垂直方向3个单元串馈后得到天线的增益达10dBi。天线结构简单,性能良好,实际的实验结果和理论计算吻合较好。     

C 波段双极化低旁瓣阵列天线

本文设计制作了一种高隔离度低副瓣双极化平板阵列天线,该阵列天线采用角锥喇叭作为辐射单元,以获得 高增益,馈电网络采用空气带状线,以获得较低的馈电损耗,利用探针对喇叭馈电,可获得较高的极化隔离度。在阵 列设计中,采用泰勒加权算法以获得-23dB 的旁瓣,同时利用反相馈电技术使阵列的交叉极化小于-30dB。仿真和实 测结果表明,在6GHz±200MHz 内,驻波小于2,天线增益大于23dB,交叉极化电平小于-30dB.     

一种微带缝隙阵列询问天线

介绍了一种单脉冲工作体制的微带缝隙阵列询问天线。设计了一副6 单元的微带缝隙阵列天线,通过选择合适的天线单元、调整馈电网络的幅相特性,使得天线阵列在13%的工作带宽内驻波小于1.6,差方向图获得良好的对称性,差波束零深低于-30dB,且和差波束不存在穿刺现象。显示了其良好的工程应用价值。     

Ku 波段全口径高隔离度双极化阵列天线的研究

本文提出并设计制作了一种新型的全口径高隔离度双极化单脉冲阵列天线。该阵列天线单元采用微带贴片与喇叭复合的形式,将微带贴片作为喇叭的二次激励源,以获得更高的单元增益。其中的微带贴片采用一对相互垂直的带状线通过两个呈“T”型分布的“H”形缝隙耦合馈电,以获得较高的极化隔离度（在工作频带内小于-35dB）。在阵列馈电设计中采用二次错位倒相技术,进一步改善了极化隔离度和交叉极化。仿真和实测结果表明,在f0±200MHz 内,驻波比小于2,垂直极化增益大于27dB,水平极化增益大于27.5dB,端口极化隔离度小于-40dB,和差端口隔离度小于-28dB。     

5.835 GHz微带阵列天线的设计

为了降低目前电子不停车收费(electronic toll collection, ETC)系统中存在的邻道干扰、跟车干扰等问题,设计了一种5.835 GHz的微带阵列天线.首先使用对方形贴片切角的方式实现了天线的圆极化,然后通过对4个天线单元运用旋转与相位补偿的方式进行了轴比(axial ratio, AR)带宽的提升,并最终以改进后的4单元作为微带阵列天线的辐射单元.在低旁瓣和高定向方面,本文基于道尔夫-切比雪夫幅度分布的方法进行了不等幅馈电的馈电网络设计.通过大量的电磁仿真,最终确定了天线的最优结构,并进行了实物加工和测量.实测结果表明,阻抗带宽为5.67～5.88 GHz,在5.7～5.9 GHz频段内,增益大于15 dB,AR小于3 dB,E面半功率波瓣宽度小于12°,实测结果与仿真结果具有较好的一致性.该天线具有低旁瓣、圆极化、高定向的特点,为ETC系统路侧单元阵列天线提供了一种新颖的天线结构.     

一种用于微带半波振子天线的新型BALUN

通过将常规的空气板线BALUN微带化，从而建立一种新型微带BALUN。该BALUN引入一个并联谐振电路，可以有效补偿半波振子的串联电抗而实现微带半波振子带宽的最大化。采用此种BALUN设计制作了一个L波段微带偶极子天线单元。测试结果表明：该半波振子天线在21．8％的带宽内驻波比优于1．18，带内交叉极化优于一21dB，接近理论最大设计带宽。     

W波段45°线极化天线阵设计

提出了一种带反射相消单元的W波段45度线极化微带贴片天线阵列.单列串馈天线阵采用泰勒加权结合反射相消单元实现了25dB的旁瓣抑制,通过添加贴边矩形槽改善了主瓣内的交叉极化.一阶十路功分器通过T型结取代一般的四分之一波长匹配段实现4.5倍的不等功分比.仿真与实测结果表明：组阵后的天线工作在75.7GHz~77.6GHz,水平和垂直方位3dB波束宽度可覆盖正负45度,该宽度内交叉极化比均高于18dB.天线增益达24dB,旁瓣抑制度达20dB.该天线形式可用于汽车防撞雷达并提高其抗干扰能力.     

Dual-polarized slot-coupled patch antennas on Duroid with teflonlenses for 76.5-GHz automotive radar systems

A dual-polarized 76.5-GHz microstrip patch and teflon lens antenna system was designed, constructed, and tested. A receiver (RX) array of three dual-polarized microstrip patches was coupled through a 10-cm-diameter lens to produce radiation patterns with 3° beamwidths and beam crossovers of -3 dB. The transmitter (TX) consisted of a single dual-polarized microstrip patch coupled through a 2.5-cm-diameter lens to produce a 10° beamwidth. Slot-coupled patches were used to isolate the microstrip feed circuit from the radiating elements. The antennas and feeds were fabricated on commercially available 5880 Duriod substrates. Cross-polarization levels were less than -20 dB and were typically less than -30 dB over the entire beam at the design frequency. First sidelobe levels were no greater than -15 dB and were typically closer to -20 dB. Stepped and unstepped versions of the 10-cm-diameter receive lens were designed and fabricated. Antenna system sidelobes levels were lower with the stepped lens while the cross-polarization levels were comparable