基于三天线外推法的微波天线增益精确校准技术

三天线外推法是目前国际上公认的增益测量最准确的方法之一,简要介绍三天线外推法增益测量基本理论,并结合中国计量科学研究院的外推法天线测量标准装置,分析天线增益精确校准及相关不确定度评估技术.     

外推法天线增益测量系统的暗室反射影响评估

介绍了外推法技术, 在此基础上提出一种基于几何光学的吸波材料影响评估方法.该方法可以在数字滤波后有效模拟并引入反射信号, 通过比较两次外推后的数据, 得到对增益测量的影响评估结果.在中国计量科学研究院(National Institute of Metrology, NIM)的外推法装置中进行实验验证, 结果表明:该方法可以有效模拟吸波材料的影响, 并给出由吸波材料引入的增益测量不确定度分量.该方法目前已应用到NIM和英国国家物理研究院(National Physical Laboratory, NPL)的外推法测量结果评定中, 不仅对于外推法, 对于在暗室中进行的其他天线测量结果的评估也具有很好的参考价值.     

天线增益的测量方法

介绍了自由空间测试场的天线增益系数及杂散辐射的测试方法和步骤,提出了自由空间测试场应当遵循的设计原则。     

反射面天线增益的快速估算

反射面天线厂泛地应用于卫星通信、航天测控以及射电天文等领域.天线增益是天线的最主要指标之一,如何准确地估算出天线的增益对于天线方案与系统论证至关重要.从天线增益的基本概念出发推导出了抛物面天线增益的计算公式,并给出了用于指导工程实践的估算公式与曲线,最后利用导出的公式对13m天线的效率进行估算,通过与实测结果比较可知文中所给出的估算方法有效.     

阵列天线排阵问距与天线增益的关系探讨

在天线的设计中,为增强天线的方向性、提高天线增益,经常用到天线阵列。阵列 天线的增益与排阵间距有关。对于具有某一波束宽度的天线,给出了能使阵列天线获得最大 增益的最佳间距。在工程设计应用上,分析了高增益单元天线进行排阵时排阵间距选择问题。     

天线增益和天线效率对卫星链路通信性能的影响

针对卫星链路通信性能问题,从影响卫星通信的主要因素入手进行分析,主要论述了天线增益与天线效率给卫星链路通信性能造成的影响。天线增益与天线效率影响着卫星链路通信的质量与效率,因此加强其影响研究,有着现实的意义。     

基于分形的特异媒质层设计及应用于提高天线增益

根据分形原理,设计了一种新颖的分形图案。通过在印刷板(PCB)上周期性地蚀刻该分形图案制作了一种微带结构的特异媒质层。仿真计算表明,随着一些分形结构参数变化,该特异媒质层对电磁波具有连续变化的反射系数幅度和相位。依据部分反射层理论,将该特异媒质层加载在矩形贴片天线前方,在天线的工作频点、带宽和定向辐射特性基本保持不变条件下,矩形贴片增益得到不同程度提高。加工制作了特异媒质层和矩形贴片天线,测试结果验证了设计和仿真计算的正确性。     

K波段微带天线阵列设计

为了提高雷达的作用距离、作用范围以及减小其他方向的干扰,针对雷达对天线的要求,文中通过采用不等间距的变尺度算法设计优化了一种具有特殊方向图的收发天线系统。仿真设计了集成在同一块Rogers4350B材质上的一副发射天线(TX)、两副接收天线(RX1、RX2)微带天线阵,并且使该天线阵列在E面形成特殊形状的方向图。最后,对三天线系统进行了加工测试,测试结果表明:该天线阵列E面波束赋形效果良好,有效地提高了雷达的作用距离和作用范围,并且减小了其他方向信号的干扰。     

S波段宽带低交叉极化印刷偶极子阵列天线的设计

设计出一种新型宽带低交叉极化印刷偶极子天线,该天线采用双层平面Balun 偶极子结构,不仅具有平面Balun偶极子的宽频带特性,同时也降低了天线交叉极化电平.使用该天线单元设计制作S波段16元线阵.测试结果表明,阵列天线工作带宽达到50%,交叉极化电平小于-43 dB.实验结果验证了该天线阵的宽带低交叉极化特性.     

天线增益及地球站G/T值测试的比较法

某些情况下,由于天线的机动性受限,不能应用常规的测试方法测试其G/T值,针对这种情况,本文提出并论证了使用卫星信标比较法测试其天线增益及地球站G/T值的可行性及正确性,同时指出产生测试误差的可能原因及减小误差的方法。目前,该方法仍然是这种情况下的唯一选择。     

Low Refractive Metamaterials for Gain Enhancement of Horn Antenna

A flat metamaterials (MTMs) structure with low refractive index is proposed as a cover in a high-gain horn antenna configuration. The MTMs is composed of two-layer metallic grids and slices of foam. For the characterization of the MTMs, the low refraction property is studied and the effective refractive index n ≈ 0.08 (12.0 GHz) is retrieved. The antenna gain and the radiation pattern are calculated. Because of the electromagnetic wave congregating effect of the MTMs, the gain of the horn with MTMs greatly increases (about 4 dB from 11.8 GHz–12.8 GHz) when compared with the conventional type. We conducted the experiments to verify the simulation results. The idea has a good potential application to the feed design of parabolas.     

天线增益频带特性确定的一种简单方法

介绍了用卫星源法测量卫星通信地球站天线的特点。简述了利用3dB和10dB波束宽度确定地球站天线增益的原理和方法。提出了利用外推法确定天线增益频段特性的一种简单方法。对波束宽度法测量增益的误差进行了分析和估算,其均方根误差±0.387dB。最后给出了某工程应用的C波段15m地球站天线增益测量结果,增益测量结果与理论计算结果吻合很好。     

极值平均法天线增益测试技术

天线增益外场测试的关键是提高增益测试精度。通过研究源天线高架测试场中直射和反射信号之间的合成关系，提出极值平均直射信号修正模型，给出了源天线高架测试场天线增益修正算法和测试方法。通过试验外场的测试，证明了模型的正确性。     

一种超宽带高增益的透镜喇叭天线的设计

该文提出了一种适用于微波通讯系统的超宽带(UWB)高增益透镜喇叭天线。该天线由一个E面喇叭天线,一个球面介质透镜和双楔形金属脊构成,并由同轴线馈电及采用HFSS软件仿真。仿真结果表明,双楔形金属脊可有效增加喇叭天线的带宽,有效频率带宽达到2～12 GHz。当仅使用双金属脊来改善喇叭天线的性能时,喇叭天线的增益会下降。文中使用一种球面介质透镜来补偿双金属脊对喇叭天线增益的负面影响。仿真结果表明,该透镜可有效提高喇叭天线在工作频带内的增益。采用透镜和金属脊结构后,该喇叭天线拥有超宽带,高增益和较强的定向辐射性能,可以应用于各类通信系统中。     

3 dB和10 dB带宽法测量天线增益的误差分析

卫星通信就是地球上的无线电通信站之间利用人造卫星作中继站而进行的通信。卫星通信线路的设计或分析一定涉及到天线增益。天线增益是天线的一个重要性能指标,天线增益越高,则发射机所需输出功率越小。卫星通信天线的增益测量方法很多,各有其优缺点。着重研究了用3dB和10dB带宽法测量时,影响测量精度的各种可能的影响因素及其影响程度,在此基础上提出了一些改良的方法和措施。     

利用同步卫星测量天线远场增益技术分析

为解决非理想远场条件下卫星导航系统天线增益测量的问题,提出了一种基于波束宽度法利用同步导航卫星测量低仰角抛物面天线实际远场增益的方法。依托于工程应用,完成了抛物面天线的远场增益的实地测量,消除了反射、遮挡误差,并同厂家利用积分法在理想外场的测试数据进行了比对分析,通过工程验证,体现了该种方法的正确性。     

手动VSAT站天线接收增益的诊断测量

阐述了利用卫星信标和高增益标准喇叭天线,测量手动VSAT站天线接收增益的方法。由测量的天线接收增益计算天线接收效率,从而实现对天线发射增益进行估算。最后,给出了工程测量实例,证明了该方法的可行性,并对增益测量误差进行了分析,其均方根误差±0.28dB。     

基于零折射超材料的双频高增益微带天线*

基于双面对称单环开口谐振器对结构奇异的电磁特性,设计了一种频率可控的各向异性零折射超材料。将这种零折射超材料应用于普通双频微带天线,制备了中心频率为5. 15GHz 和6. 8GHz 的零折射双频微带天线。仿真和测试结果显示,由于零折射超材料的引入,天线的侧向辐射减弱,方向性增强。在低频工作时,零折射微带天线E 面和H 面半功率波束宽度分别减小了29°和10°,增益提高了2. 2 dB。在高频工作时,零折射微带天线E面和H 面半功率波束宽度均减小了16毅,增益提高了2. 4 dB。将零折射超材料应用于微带天线的介质基板,为高性能双频微带天线设计提供了有效途径。     

基于几何距离准则的弹道外推方法

为提高雷达软件系统弹道导弹弹道外推的精度,提出一种基于三维空间几何距离准则的弹道外推方法。该方法基于在地球惯性坐标系中标准弹道为位于过地球质心的一个二维平面内的椭圆这一事实,首先由拉格朗日数乘法确定椭圆所在的平面,使所有量测点到该平面的几何距离平方和最小,然后用各量测点在平面内的投影点代替原始点迹,在平面内用最小二乘法作平滑,确定椭圆方程,最后取中点进行弹道外推。应用STK软件进行弹道仿真,结果表明这一方法可以明显提高弹道外推的精度。     

用太阳源测量UHF频段50 m天线增益及误差分析

简述了利用太阳源测量天线增益的基本公式,讨论了各种修正因子的计算方法.当50 m天线工作于611 MHz时,测量的天线增益为47.754 dBi,天线效率为58.25%,且测量的天线增益同理论增益吻合很好.最后,对增益测量误差进行了分析,其均方根误差小于或等于±0.29 dB.