多频多波束龙伯透镜天线在海域覆盖场景下的应用

简述了海域无线通信覆盖的特点和覆盖距离的计算方法,介绍了龙伯透镜天线原理、优点及应用龙伯透镜天线的无线网络规划建设流程,并对多频多波束龙伯透镜天线在海域的覆盖情况进行了测试、验证。测试结果表明,在703—798 MHz频段使用龙伯透镜天线时,信号距离海岸线60 km的航线覆盖率达到90%以上,重点覆盖区域信号覆盖可以达到100 km以上。     

基于新型泡沫材料的龙伯透镜天线设计

该文利用新型泡沫材料聚甲基丙烯酰亚胺(PMI),设计了一种适用于复杂太空环境探测的毫米波龙伯透镜天线,通过将泡沫材料的密度与介电常数相关联,结合传统龙伯透镜天线的工作原理进行仿真优化,实现了小型化高增益多波束的功能。仿真结果表明：该天线工作于33.7 GHz,增益可以达到25.65 dBi,波束宽度4.17°。该设计方法为将来小型化高增益的龙伯透镜的实现提供了新的思路。     

V频段圆柱龙伯透镜天线设计

设计并实现了一种V频段圆柱龙伯透镜天线.在平行平板波导间,根据龙伯透镜原理与介电常数等效原理,推导出了圆柱龙伯透镜天线的理论设计公式,并结合商业仿真软件高频结构仿真器(HFSS)仿真分析和优化,完成天线设计.仿真结果表明,该V频段圆柱龙伯透镜天线增益为21.4 dBi,波束宽度为1.56o,副瓣电平为-14.7 dB.根据设计结果,加工和测试验证V频段圆柱龙伯透镜天线的可实现性,实测结果表明,该天线增益为20.1 dBi,波束宽度为1.60o,副瓣电平为-11.1 dB,天线效率为45.7％,说明该天线具有一定的工程应用价值.     

基于龙伯透镜的低剖面阵列天线

本文提出了一种利用多个龙伯透镜单元组成的低剖面阵列天线,天线可实现大角度波束扫描。从仿真结果可见,与传统相控阵天线相比,波束扫描范围可扩展到±71°,与具有相同口径面积的基于单个龙伯透镜实现的阵列天线相比,剖面高度和体积重量大大降低。     

基于3D打印的Ku/Ka频段双波束天线设计

提出一种采用3D打印技术设计制造的径向开孔分层龙伯透镜天线, 该天线以低损耗的石蜡强化聚苯乙烯为基材, 透镜直径为700 mm, 结构形式为7层半球龙伯透镜.天线工作在Ku/Ka频段, 可同时对准两个目标.研究表明:采用3D打印技术制造的低损耗介质径向开孔分层龙伯透镜天线实现了较高性能, 有效解决了传统加工方式加工困难、一致性差的问题, 可以容易地通过采用更小介电损耗的材料实现更优良的天线性能.     

基于光学变换的平面龙伯透镜天线

龙伯透镜天线具有高增益、低副瓣和宽带特性,可以实现多波束,进行大角度扫描等优点,主要应用于卫星通信、电子对抗等领域。但因其体积大、重量大和球形结构不易固定等缺点,在实际应用中受到很大的限制。本文基于光学变换原理设计了一种新型的全介质平面龙伯透镜天线,半径为60 mm,厚度为20 mm,在15 GHz时,天线增益为23 dB,半功率波束宽度为12°,第一副瓣电平低于-23 dB。同时设计了平面和圆弧馈源阵列,在70°范围内实现了较好的多波束覆盖。     

一种波瓣等化的多波束龙伯透镜天线

基于3D打印技术设计、制造了一种具有波瓣等化特性的工作在X波段的多波束龙伯透镜天线.透镜所需梯度变化的相对介电常数通过改变透镜每个单元的介质填充率得到.运用一组双模圆锥喇叭天线作为馈源,从而产生具有波瓣等化特性的多个波束.实验证明,该天线能够在三维空间产生多个波束,在水平和俯仰方向覆盖±20o的范围,各波束辐射特性几乎...     

基站双波束透镜天线的研究

提出了一种应用于基站的双波束透镜天线。其中透镜采用恒介电常数的介质制成,形状为介质分层嵌套的圆环柱体。其分层的方法是采用改进的等间距分层法,利用相邻介质层的介电常数等效分界点的介电常数。透镜采用分块放置的形式,不仅可以实现能量聚焦,提高增益,同时还改善了天线交叉极化的指标。此透镜天线采用对称的两列天线从下方馈电,从而在单扇区内实现双波束。通过专业电磁仿真软件Ansoft HFSS 建模仿真,结果显示,在1.71 ~2.17 GHz 的宽频带范围内,该双波束透镜天线具有良好的方向图性能。     

关于改进型龙伯透镜的研究

本文求解了一些改进型龙伯透镜的电磁场。为改善龙伯透镜低频段的方向性,可选择介电常数的分布,其透镜直径约为波长量级。用惠更斯源激励,对它们的方向性作为透镜分布参量的函数予以计算,并得到一定程度的性能改善。还计算了透镜的辐射方向图,并将它与标准龙伯透镜进行比较。为了检验改进型透镜在用实际馈源激励时它们具有的性能,本文介绍了选用终端开路矩形波导作馈源情况下计算的辐射方向图。为了简化这种计算,用二维惠更斯源阵列代替激励波导。     

基于龙伯透镜测量雷达作用距离验证方法

文中简述了雷达作用距离指标的传统检测方法及遇到的问题,分析了RCS恒定的龙伯透镜反射器的雷达信号特性,提出了采用飞行器加装龙伯透镜的方式,结合试验验证脉冲测量雷达作用距离的方法。通过雷达跟踪测量标准金属球、加装龙伯透镜的无人机等测试数据比对分析,验证了方法有效、可行,在雷达全寿命技术状态管理中有重要意义。     

分层伦伯透镜天线的辐射性能计算

介绍了伦伯透镜及伦伯透镜天线的特点，用经典电磁理论模式展开法计算平面波入射分层伦伯透镜时的散射场，然后利用此结论和互易定理计算喇叭天线作为馈源时伦伯透镜天线的辐射场。     

用矢量球面波理论和互易原理分析伦伯透镜天线

伦伯透镜是一种球形分层介质天线,考虑到数值计算的复杂性,本文提出用矢量球面波理论和互易原理相结合,分析其性能。该方法首先用矢量球面波理论计算平面波入射到多层介质球的散射场,在此基础上,用互易原理将散射场转变成天线的远区辐射场。基于这种方法,本文着重研究了伦伯透镜天线的焦区场和远区场特性,包括透镜分层总数以及层与层之间存在的空气间隙对实际应用可能造成的影响。最后,对卫星通信中伦伯透镜天线多波束应用的可行性给出了分析结果。     

基于新型龙伯球天线的高密度组网方法

龙伯球天线是一种基于“电磁波透镜”原理研制的天线,相比较于传统天线而言,对电磁波有着更好的聚焦和控制效果,利用该技术的移动通信天线可以实现对小区波束的精确控制,提高组网密度,提升网络容量。本文介绍了该基于此类新型天线的工程应用研究成果,验证了高密度组网技术的可行性,并提出了一种可以应用于高业务场景的组网方法。     

Permittivity of composites used for Luneburg lens antennas by drilling holes based on 3-D printing technique

Due to the attractive performances such as the ability of beam focus, broadband, multi-beam scanning and other features, Luneburg lens antennas are applied in multi-beam antenna, which overcomes the problem of gain loss produced by multi-beam parabolic antenna. Based on 3-D printing technique, Luneburg lens antennas by drilling holes are studied. Permittivity and loss tangent of the equivalent lens materials can be influenced by original materials, hole shapes, hole directions, and porosity. After tests, polystyrene with waxes may be the most appropriate materials for Luneburg lens with high strength. Permittivity with the shape of triangle is the lowest due to the homogeneity. Relative permittivities with the direction at a range of 15°-45° are lower while loss tangent at a range of 0°-30°. Radial directional holes are more appropriate for Luneburg lens. The relative permittivity is decreased with the increment of porosity. After calculations, the forecasts calculated by Looyenga and A-BG theory are more precise. Finally, Luneburg lens with two layers is fabricated by 3-D printing.     

Nonuniform Luneburg and two-shell lens antennas: radiationcharacteristics and design optimization

Design optimization of radially nonuniform spherical lens antennas is the focus of this paper. In particular, special attention is given to the optimal design of nonuniform Luneburg (1964) lens antennas. One of the important engineering objectives of designing an optimal Luneburg lens antenna is to use as small number of shells as possible while maintaining an acceptable gain and sidelobe performance. In a typical radially uniform design, by reducing the number of shells, the gain is decreased and the grating lobes are increased. This deficiency in the radiation performance of the uniform lens antenna can be overcome by designing the nonuniform lens antenna. This necessitates the optimum selection of each layer thickness and permittivity. A genetic algorithm (GA) optimizer with adaptive cost function is implemented to obtain the optimal design. In this manner, the GA optimizer simultaneously determines the optimal material and its thickness for each shell by controlling the gain and sidelobes envelope of the radiation pattern. Various lens geometries, including air gaps and feed offset from the lens surface, are analyzed by using the dyadic Green's functions of the multilayered dielectric sphere. Many useful engineering design guidelines have been suggested for the optimum construction of the lens. The results have been satisfactory and demonstrate the utility of the GA/adaptive cost-function algorithm. Additionally, the radiation characteristics of a novel two-shell lens antenna have been studied, and its performance is compared to the Luneburg lens     

Antenna Characteristics of a Hemispherical Luneburg Lens in the Scan Mode

Journal of Communications Technology and Electronics - The antenna characteristics of a hemispherical Luneburg lens with a flat screen on the lens side opposite to the position of the feed are...