相控阵天线换相测量方程解的不唯一性分析

为了提高相控阵天线的检测效率,本文采用了相控阵天线换相测量法.通过对该测量方法建立的测量方程解的不唯一性分析,得知无论采用什么样的相位控制技术,得到测量方程系数矩阵的秩都是不满秩的,必须要利用相控阵天线一些有用的、可信的附加信息来确定真实的解.经计算机仿真验证了该方法的正确性,且证明了该测量方法不同于以往的天线测量方法,它充分利用了天线的构成特性,使测量具有极高的效率.     

平面接收阵列天线的反射测量

在微波无线能量传输(MWPT)中,接收阵列天线通常采用分布式整流将接收到的微波能量转换为直流能量,其天线单元的最大入射功率决定了整流电路的设计.然而,接收阵列天线边缘单元所能接收到的功率小,使所接整流电路阻抗发生变化,与阵列天线单元失配造成较大的反射.首先从理论上论证了随着接收天线单元输入功率的变化,接收阵列天线边缘单元的反射大于中间单元.然后设计了一个低剖面(0.05λ2)、高定向性(12.5 dBi)、高前后比(27 dB)的微带准八木天线作为探头.最后测量了10×10平面接收阵列天线连接整流电路时的反射和入射功率分布图,并计算得到反射因子(反射因子定义为到达接收阵列天线单元表面上的反射功率和入射功率的比值)分布图.实验结果与理论分析一致,该实验为提高MWPT中接收端的效率起到指导作用.     

井下NFC天线的研究及仿真分析

为实现井下复杂环境中的近场通信,首先用三维有限元电磁仿真软件对铁氧体天线结构进行建模仿真,结果表明：线圈半径、导线半径、天线间距对天线正向传输系数的影响较大,铁氧体相对磁导率的影响较小。其次,为探究井下环境对天线传输性能的影响,用阻抗匹配工具对天线进行阻抗匹配,并建立带钻井液介质的金属钻具模型,结果表明：井下金属环境导致正向传输系数衰减3.3 dB;钻井液电导率从0 S/m增加到2 S/m后,正向传输系数衰减8.2 dB。将天线仿真模型与相同参数的实物模型进行对比,结果表明基本模型正向传输系数误差小于0.3 dB,扩展模型正向传输系数误差小于5.5 dB,仿真结果与实物测试结果具有一致性,可指导井下NFC天线设计。     

电磁脉冲测量技术分析

本文设计了一种时域天线,具有超宽带特性,在频带范围内天线端口反射系数小于-10dB（VSWR〈2）,可以确保电磁脉冲测量的不失真。并且在脉冲测量中用了一种对此时域天线的新的分析方法,即引入了转移函数。根据现有理论可以计算出测量系统所用的同轴传输线的损耗。最后利用宽带示波器显示的测量信号的结果,通过此显示的信号能很容易的计算出需要测量的脉冲信号。     

超大型地面天线辐射特性实地测量技术

针对口径超过 10 m 的超大型地面天线由于极高成本难以进行精确测量的难题,提出了基于无人机的平面近场实地测 量方法。 首先对无人机散射、定位精度及测量场区选择等影响天线实地测量结果的主要因素进行了仿真分析,确定了测量区 域。 采用多旋翼无人机和高精度飞控技术,在高性能无人机最好 20 mm 飞控精度、5 mm 测量精度的条件下,进行了天线实地测 量系统的射频链路设计,并给出了两种近远场数据变换方法,可以有效解决在较高频段无人机定位精度差导致测量结果不可信 的问题。 采用实例分析验证了方法的有效性,为超大型地面天线低成本精确测量提供了较好的解决途径。     

天线方向性测量系统设计与实现

为了获得天线方向图、增益等参数的实测数据,研究了天线电参数的时域和频域测量方法,分别应用2种方法建设了天线方向性测量系统。以窄脉冲信号发生器和数字取样示波器为基础建设时域系统,分别以矢量网络分析仪和信号源加频谱仪为主体构建频域测量系统。给出了系统构成及组件的相互关系,确定了测量流程,提出了数据处理方法及关键技术。最后,对时域和频域两种测量方法的特点进行了比较。建设的测量系统为天线研制、验收等工作提供了技术手段。     

标准增益喇叭天线的准确定标测量

标准增益喇叭天线经常用作天线测量时的增益参考天线,所以,标准增益喇叭天线的增益定标值的准确性决定了被测天线增益测量的准确度。目前国内所使用的标准增益喇叭天线往往采用理论值,不能很好地保证天线测量数据的准确性。介绍了一种通过时域测量技术以及距离影响修正相结合,对标准增益喇叭天线增益值进行准确定标的测量方法。经过实验验证,该方法具有准确度高、易实施、适用于各类型天线产品测量的特点。     

天线平面近场测量的扫描面位置误差分析

本文基于天线平面近场测量技术的基本理论,利用数值分析方法深入分析了天线平面近场测量中有限扫描面位置误差,及其对天线远场特性和测量精度的影响.通过与理论结果的比较,给出了扫描面位置误差源所产生误差和误差的数量级,即天线方向性图的不确定度.该研究为天线近场测量技术的误差补偿提供了一定的理论依据.     

天线平面近场测量的扫描面截断误差分析

本文基于天线平面近场测量技术的基本理论,利用解析法和数值分析法研究分析了天线平面近场测量中有限扫描面截断误差对天线远场特性结果的影响,给出了有限扫描面截断误差所带来的天线辐射方向性图的误差的数量级,即天线方向性图的不确定度,为天线近场测量技术的误差补偿提供了一定的理论依据,同时也得到了一些对实际测量有一定指导意义的结论.     

基于ISA卡天线自动测量系统

随着计算机技术的不断发展,天线自动化测量系统成为天线测量领域的一个重要发展方向,文中介绍基于ISA卡的天线自动测量系统,实现对天线方向图的自动测量,并可计算出天线的基本特性参数,如3dB波束宽度等。     

避雷线分流对杆塔接地电阻测量的影响

采用电流-电压三极法测量架空线路杆塔的工频接地电阻时,架空避雷线对注入杆塔地网的测量电流具有分流作用,从而影响接地电阻的测量精度。建立了架空避雷线对注入杆塔地网的测量电流的分流模型,分析了避雷线分流的程度和影响分流效果的因素及其影响规律。结果表明：（1）避雷线分流所占比重可以达到60%以上,当测量杆塔接地电阻较大、非测量杆塔接地电阻较小、测量杆塔为变电站出线上的前2座杆塔时,避雷线分流效果更明显;（2）仅考虑分流电流大小对杆塔接地电阻测量的影响是不够的,忽略分流电流与测量电流的相角差同样会造成较大的测量误差,导致接地电阻的测量值偏高。     

介电常数的实地测量装置的研制

介绍自由空间法实地测量介电常数的原理、方法和系统,依据原理,搭建室内测量系统进行了介电常数测量,利用S波段喇叭天线在垂直入射条件下接收反射波的幅度和相位,并采用金属板绝对定标法获得被测目标的反射系数,根据菲涅尔反射定律反演得到了土壤的介电常数。测量过程中引入时域去嵌技术有效抑制了多路径干扰信号,提高了幅度测量的精度;验证了测量相位的准确性,并给出了测量结果与模拟结果的比对,证明了实验的可实施行。     

用于雷达隐身设备的低RCS超宽带Vivaldi天线

为了减小雷达探测对导弹、飞机和舰船等隐身设备的威胁,设计了一款低RCS的超宽带高增益Vivaldi天线。通过分析天线在不同频率下的表面电流分布,在不影响天线辐射性能的前提下,采用一种简单有效的改变天线外形的方法,并在辐射臂两侧加载矩形加半圆形的异形结构。这种结构可以减少辐射器表面的散射,从而使单站RCS降低。测试结果表明,所提出的天线工作带宽为4.7～11 GHz,最大增益达到11 dBi,与原始天线相比,在保持良好辐射性能的同时,在工作频段范围内RCS最大缩减为18.5 dB,可以应用于低RCS的隐身系统。     

Numerical analysis of ground plane size effects on patch array antenna characteristics for mobile satellite communications

In this research, a patch array antenna for mobile satellite communications aiming at ETS‐VIII applications has been developed. The ground plane size effects on the antenna characteristics were investigated. Finite and infinite ground planes were analysed by the finite integration technique (FIT) for time domain analysis, the finite element method (FEM) and the method of moments (MoM) for spectral domain analysis. Then measurements of the fabricated antenna were performed to confirm the analysis results. It is clear that the frequency characteristics of the axial ratio are influenced by the variation in the ground plane size. When the ground plane size is increased, the edge‐diffracted field causes tilting of the beam in the direction of low elevation angles and causes a decrease in the maximum gain and in the 3 dB‐beamwidth of axial ratio in the elevation plane. In the conical‐cut direction, an increase in ground plane size induces a decrease in the 3 dB‐beamwidth of axial ratio for FEM, but shows the opposite result for FIT and measurement. In addition, an increase in ground plane size also induces increases in maximum gain and its 6 dBic‐beamwidth along with a shift in the maximum gain in the direction of low azimuth angle. Copyright © 2004 John Wiley & Sons, Ltd.     

A radar coal thickness sensor

A radar coal thickness sensor is being developed by the Bureau of Mines to measure both the dielectric constant and thickness of a coal seam as part of a sensor array supporting a computer-assisted coal mining machine. The noncontacting stepped-CW radar sensor measures the complex reflection of coefficient of the coal-shale interface to resolve the coal thickness to sub-wavelength accuracies. The technique uses a monostatic antenna configuration. Transfer function errors are identified by using spatial modulation created by antenna motion. Synthetic range gating is used for clutter rejection. Finally, polarimetric scattering matrix techniques are used to calculate the dielectric constant and thickness of the multilayered coal/shale media. Data taken both in the laboratory and in an underground mine, in the 0.6-1.4 GHz range, with a network analyzer and dipole antenna, have validated the technique. Accurate in situ measurements were made of a coal seam 6 in (15.2 cm) thick with a dielectric constant of 4. The coal thickness was confirmed by physical measurement. An independent measurement of the coal dielectric constant confirmed the accuracy of the noncontacting dielectric measurement technique     

国军标151B RE102低频段测试方法分析与研究

国军标151B RE102与国军标151A低于30 MHz频段的测试方法相比,拉杆天线的接地方式和高度上有重大调整,直接影响测试结果的精确度。为研究测试方法的改变对测试结果的影响,利用仿真和实验的方法,基于电路和电磁理论从两种标准中关于拉杆天线的接地网络和高度的不同点入手对测试结果的差异性进行分析,得出旧标准测试结果在2~30 MHz频率段高出新标准5~10 d B,并且测试结果表明旧标准的测试方法易产生谐振现象,在低频段电源线是导致RE102超标的主要原因。对于贯彻国军标151B有推进作用,有助于EMC工程师理解接地方式对EMI测试的影响和对电子设备RE102测试结果进行分析,便于更好地处理辐射超标和异常结果,同时避免对电子设备辐射发射的误判。     

基于等效磁流法的平面近场测量技术研究

为了进一步论证等效磁流法的近场-远场变换算法在平面近场测量中的实用性与准确性,本文首先根据矩量法（MOM）建立了平面天线口径面上等效磁流的辐射电场方程,利用波导探头采集待测天线平面近场的电场分布,通过共轭梯度法求解矩阵方程,得到天线口径面上的等效磁流分布,之后由格林函数计算出天线远场方向图。最后,通过两种喇叭天线进行实验测试验证。同时将等效磁流法计算出的远场方向图以及由传统的平面波展开法计算出的远场方向图与紧缩场天线测试暗室的测量结果进行对比,结果发现本文算法反演出的远场方向图比平面波展开法在相同测试数据下反演出的远场方向图与紧缩场测量结果相比一致性更好,其中线性角锥喇叭天线的E面和H面方向图吻合度均达到,双脊喇叭天线的E面方向图吻合度达到,H面方向图吻合度达到,验证了等效磁流法算法在平面近场测量中的准确性。