一种Ka频段超低交叉极化宽频带波纹喇叭天线

波纹喇叭天线是一种结构紧凑、具有良好辐射性能的馈源天线,特别是轴向槽波纹喇叭天线可以在宽频段内实现极低的交叉极化,对扩展工作频段、实现极化复用有重要的价值。文章对轴向槽波纹喇叭天线的设计方法进行了研究,利用模式匹配法和全波算法软件设计了一种Ka频段超低交叉极化宽频带轴向槽波纹喇叭天线。实测数据表明,该喇叭天线工作频段可覆盖整个Ka频段（26.5~40 GHz）,在频段内回波损耗小于-20 dB、交叉极化小于-45 dB,同时天线具备良好的方向图对称性和相位中心稳定性,在卫星通信领域具有广阔的应用前景。     

一种Ka/EHF双频段波纹喇叭

介绍了卫星和地面站天线越来越需要高性能的双频段波纹喇叭馈源,给出了额Ka/EHF双频段波纹喇叭的结构组成,详细地给出了该波纹喇叭各段的设计公式和波纹喇叭槽参数,利用Champ仿真软件仿真计算了该波纹喇叭2个频段的反射损耗和归一化辐射功率方向图,并且在微波暗室测出了该波纹喇叭反射损耗和归一化辐射功率方向图。测试结果和仿真计算结果吻合良好,因此,证实了该波纹喇叭设计的正确性。     

基于阻抗超表面的高效率角锥喇叭馈源

研究了一种基于阻抗超表面的高效率角锥喇叭馈源.将阻抗超表面放置于金属角锥喇叭内壁, 获得了一种性能良好的新形式高效率馈源.首先分析了超表面对表面阻抗特性的调控作用, 并证明该超表面对TE波和TM波呈现不同的阻抗特性.在特定的阻抗条件下, 该喇叭内壁可以支持平衡混合模式, 从而获得旋转对称的辐射波束.然后设计和加工了Ku频段的超表面高效率馈源, 馈源的测试方向图表明其辐射性能优良.最后将该馈源照射一款1.25 m Ku频段环焦天线, 测试其辐射方向图, 同样显示出其优异性能.与该环焦天线原有的波纹喇叭馈源相比, 超表面高效率馈源的性能与波纹喇叭馈源相当, 同时在体积、重量和成本方面具有明显优势.     

新型Ku频段全向微带阵列天线

设计了一种新型Ku频段全向天线,该天线由双面辐射微带阵列组成,通过串联形式馈电,实现了全向中等增益辐射特性.文中给出了微带阵列天线的设计方法,对该微带阵列天线的阻抗带宽特性、方向图特性和馈电结构进行了分析.结果表明,该微带阵列天线反射损耗小于-10 dB的绝对带宽为1.15 GHz,在可用频带内全向增益为6.8 dB～7.3 dB,E 面波束宽度在20°～24°,H面方向图不圆度在±0.5 dB以内.该天线能够满足微波通信系统要求.     

一种超宽带四脊张角喇叭馈源的研制

鉴于超宽带馈源在射电天文以及通信领域中拥有极高的利用价值,设计和研制了一种超宽带四脊张角喇叭馈源。该宽带馈源工作于2~14 GHz,在覆盖了7倍频带宽的同时还拥有良好的照明张角。实验结果显示,该馈源的照明张角大于50°,能够更好地满足大多数主焦反射面的照明。其工作频带上的回波损耗全部优于-10 dB,其中,绝大多数频带的回波损耗优于-15 dB。该馈源的辐射方向图在较大的频段跨度上具有稳定的波束宽度以及圆对称性,并且增益大于10 dB。     

基于螺纹槽结构的90°波纹喇叭性能研究

为了拓宽宽带通信天线波纹喇叭馈源的工作频带，设计了一款新型90°波纹喇叭，它的波纹槽以阿基米德螺线的轮廓向外扩展. 仿真和测试结果表明:该新型波纹喇叭最优工作带宽可达2∶1，在10~20 GHz的工作频带内，具有稳定的相位中心，其45°面最大交叉极化电平低于?25 dB；在宽频带内波束宽度保持相对恒定，且天线E面和H面辐射方向图的?10 dB波束宽度非常接近. 该新型波纹槽可以在宽频带内使得喇叭的辐射方向图更为对称，是改善波纹喇叭性能的新思路.     

一种Ka频段MEMS开关的研制

设计了一种应用于Ka频段的并联电容式MEMS开关,该开关利用表面牺牲层工艺制备,具有低损耗、高隔离度等特点。经测试,开关在Ka频段内,回波损耗优于30dB,插入损耗典型值-0.13dB@27GHz,优于-0.28dB@40GHz,隔离度全频段优于22dB,驱动电压在50V~70V范围。     

一种Ka/EHF频段分波器(OMJ)的设计

针对传统分波器影响高频方向图的问题,提出了一种新型的Ka/EHF频段分波器设计方法。与传统分波器相比,该分波器具有低损耗、低驻波、高频段隔离的优点,其通过使用皱褶波纹滤波器和sin²曲线过渡,实现了Ka、EHF频段信号的低损耗分离,分布式参数综合设计的波纹滤波器对高频信号产生了极佳短路面,sin²函数曲线过渡较好地抑制了高次模。设计、加工和测试了样机,接收频段的回波损耗小于-22 dB,发射频段的回波损耗小于-25.2 dB,仿真结果与测试结果基本吻合,验证了方法的正确性和有效性。     

双频段双极化共孔径阵列馈源反射面天线设计

介绍了一种新型Ku/Ka双频段双极化共孔径阵列馈源偏馈抛物柱反射面天线的设计。在双频段双极化共孔径阵列馈源设计中,Ka波段采用裂缝波导阵,并且位于共孔径馈源阵列的下层,双极化Ku波段采用微带贴片天线、位于共孔径阵列馈源的上层。文中给出了该双频段双极化共孔径阵列馈源的设计及测试结果,并将该测试结果代入偏馈抛物柱反射面天线中在FEKO软件平台上进行了半实物仿真,仿真结果表明,该双频段双极化共孔径阵列馈源偏馈抛物柱反射天线实现了如下设计目标:Ku波段双极化水平面扫描范围为±17°,两个主面副瓣电平优于-30dB,Ka波段水平面扫描范围为±10°,两个主面的副瓣电平优于-30dB,双频段双极化两个主面的波瓣宽度和波束指向完全匹配。     

纵向槽和径向槽组合波纹喇叭馈源的优化设计

研究了纵向槽和径向槽组合的波纹喇叭馈源的优化设计方法.基于旋转体时域有限差分算法分析波纹喇叭的性能,结合协方差矩阵自适应进化策略,以天线口径效率为目标,优化设计了一款Ku频段波纹喇叭馈源,并加工和测试了馈源样机.计算与实测结果表明,在10.7~12.75 GHz频带内,该喇叭具有良好的阻抗匹配和辐射特性,应用于标准卡塞格仑天线时,天线口径效率优于78%,验证了这种优化设计方法的有效性.     

一种Ka/Ku双波段双极化共口径阵列天线

由于运载能力及卫星平台的限制,星载雷达要求雷达天线具有重量轻、功耗低、体积小、效率高等特点,尤其是对天线口径面积限制较为苛刻,双频段天线要想适用于星载条件,就必须考虑全新的结构形式。介绍了一种适应于星载条件的Ka/Ku双波段双极化共口径阵列天线,其中Ku波段天线双极化工作、Ka波段天线单极化工作。Ku波段天线阵采用了具有两阶零点滤波性能的微带耦合馈电辐射缝隙单元,这种天线单元具有易实现双极化、工作频带宽等优点。Ka波段天线阵采用侧馈微带帖片天线单元,其优点是易于实现与Ku波段天线共孔径。     

Ku波段宽频带双极化微带天线阵的设计

提出一种新型双频(Ku/Ka)双圆极化平板缝隙天线.三层平行平板构成双层的径向波导, 缝隙对螺旋排布于最上层平板, 低频与高频缝隙对分别逆时针和顺时针排布, 对应实现右旋圆和左旋圆极化辐射.低频与高频段分别采用单根探针与多根探针的馈电形式.在组成高频径向波导的平板外围加上一圈金属通孔使低频馈电端口易于阻抗匹配.仿真结果表明:该新型双频天线在Ku和Ka频段最高的辐射效率达到60.5%和55.7%, -1 dB增益带宽分别为8.3%和6.2%, 具有较宽的轴比带宽以及较高的端口隔离度, 该天线具有很好的工程应用价值.     

基于复合腔结构的MEMS双模微带天线设计

设计了一种基于腔结构的双模偶极子天线,其频率在2.44GHz和4.38GHz,利用MEMS开关实现双波段的操作.根据偶极子天线原理,设计了单模微带偶极子天线,使用开关结构将两个单模偶极子天线连接在一起,实现了双模天线的功能.利用三维电磁场软件HFSS分析了设计结构,包括开关、天线,在0～10 GHz得出开关性能插入损耗在-1dB以下,天线回波损耗在-26dB以下.频率为2.44GHz时、回波损耗为-13.2dB、2dB的辐射效率为89%,频率为4.38GHz时,回波损耗为-21.9dB、3dB辐射效率为96%,带宽都在0.5GHz左右.     

一种分时工作Ku/Ka频段微波网络

为解决电小尺寸天线对双频馈源网络结构外形的限制,基于微波网络理论,提出了一种Ku/Ka双频段微波网络的设计方案。该网络通过频段切换开关实现双频分时使用,开关通过电机驱动,在Ka波段工作于圆极化,Ku波段工作于线极化,Ku频段的线极化调整通过旋转两个相互配合的90°移相器来实现。在工作频带内系统的插入损耗＜1 dB,驻波比＜135,线极化交叉极化＞30 dB,且结构紧凑、性能稳定可靠,测试结果与技术要求吻合良好。     

Optimized 90° Polarization Shift Step Twists for Ku,K and Ka Bands

Optimized models for 90° polarization shift step twists for Ku, K and Ka bands are presented. The cross-section of the waveguide employed is similar to that of a rectangular one, with the difference that the walls of the shorter side are part of a circular one with the proper diameter. The optimized models have been found using the CST Microwave Studio simulation tool and in all cases the return loss is kept below -20 dB for a wide range of frequency spectrum. Two examples are given, one for Ku band and the other for K and Ka ones.     

Compact Efficient Feed-Horn at 30–38 GHz for a Multi-beam Radio Telescope

The requirements for a feed suitable for a radio telescope multi-beam focal plane array are considered. A smooth-walled spline-profile horn covering the 30–38 GHz frequency band to be used in a multi-beam receiving array of a radio telescope has been optimized, manufactured and tested. The achieved cross-section aperture size of the horn allows us to provide a neighboring beam spacing equal or less than 2HPBW for the RATAN-600 radio telescope. The measured sidelobe levels of the radiation pattern is less than −30dB/−24dB/−26dB in H/E/45⁰-planes, cross-polarization levels better than −20 dB, an input return loss better than −18 dB and the −3dB/−10dB-beamwidths are of the order of 40o/ 80o over the frequency band. Mutual-coupling of adjacent horns is less than −38 dB.     

新型单层双频双极化微带反射阵天线的设计

该文提出一种新型的具有多谐振结构的单层微带反射阵单元,是由6个振子以一定的间隔平行放置组合而成,该单元具有良好的线极化特性。采用高频电磁仿真软件HFSS对单元的各个参数进行优化分析,使得单元的反射相位曲线在两个频段内均具有良好的线性度。根据此单元设计了一个工作在X/Ku波段的偏馈双频双极化微带反射阵天线,在两个频段内采用同一个角锥喇叭天线作为其馈源。将此反射阵天线进行加工并测试,测试结果表明,在X波段中心频率10 GHz和Ku波段中心频率13.58 GHz处,天线均具有良好的辐射性能。实测和仿真结果吻合较好,证明了该反射阵天线具有良好的双频辐射性能。该文的设计对于微带反射阵列天线实现双频双极化性能具有重要的参考价值。