引信天线的新发展

引信天线是飞行器天线的一种。早期的引信天线主要是工作在 P.L 波段的电容式或电感式小天线,S 波段的同轴隙缝天线等。随着天线技术、电子计算机和介质材料的发展和应用,近些年来已经陆续出现了一些新型的从 P～X 波段的引信天线。本文比较全面地介绍了隙缝、微带、介质棒、螺旋线天线等在引信中实际应用的成果。     

双极化共面波导馈电缝隙单极子天线研究

本文研究了一种双极化共面波导馈电缝隙单极子天线。该天线采用缝隙单极子天线作为天线单元,采用水平正交的方式实现双极化。该天线的馈电方式为共面波导馈电,并与SMA连接。在天线底部增加反射板,增强天线的辐射方向性并且提高天线增益。采用电磁仿真软件CST对该双极化天线结构进行建模仿真和优化设计,工作带宽为4. 1～4. 6 GHz。仿真结果表明,在工作范围内,天线的驻波比低于2. 2,隔离度高于20. 836 4 dB,天线辐射方向图的方向性良好,增益在5. 73 dBi以上,波束宽度在37°以上。对设计的天线进行加工测试,测试结果表明,天线的辐射方向性较强,驻波比和隔离度达到了预期要求,验证了该天线设计的可行性和有效性。     

一种小型双陷波超宽带印刷天线

为了抑制超宽带天线频率范围内WLAN系统的工作频率5.15GHz～5.825GHz和卫星通信系统中X波段的下行频率5.15GHz～5.825GHz,提出了一种小型双陷波超宽带印刷单极子天线。该天线采用微带线馈电,在辐射贴片上开三个半圆环槽,使得天线在上述两个频段处回波损耗大于-10dB,从而避免了与超宽带通信系统的相互干扰。     

双层介质板开槽弹载宽频带GPS共形天线

针对目前弹载GPS共形天线,在无线电引信特定尺寸和安装环境下工作带宽窄的问题,提出双层介质板开槽弹载宽频带GPS共形天线。该天线采用双层介质板作为天线辐射单元的衬底,通过两种不同介电常数的介质板叠加形成非线性天线基板,其有效磁导率会随频率的升高成平方的减小,这样就可以在不同的频率上对应同一个贴片尺寸,从而拓展了天线的工作带宽。仿真和样机测试结果表明:该天线辐射单元实现了与弹体的共形,工作带宽31 MHz,弹体轴向-58°~+58°范围内天线轴比小于2,实现了天线的圆极化。     

一种C波段层叠结构宽带圆极化天线的设计

为了满足C波段宽带通信的需求,设计一种缝隙耦合层叠结构的宽带高增益圆极化微带天线.采用双层切角的辐射贴片实现圆极化,并扩展天线的带宽;使馈线偏离介质板的中心,改善天线的轴比特性;采用金属反射板实现天线的定向辐射,并提高增益.天线实测结果表明,-10 dB阻抗带宽达到32.2％ (4.17～5.76 GHz),3 dB轴比带宽达到20.2％ (4.25～5.25 GHz),天线增益在轴比带宽范围内大于8.5 dB.该天线实现了宽频带、高增益等特性,适合应用于C波段宽带通信.     

应用于超高速制导炮弹的介质波导天线

针对传统的分体设计天线不能很好的满足超高速制导炮弹在超高速、高过载环境下的飞行要求,提出了应用于超高速制导炮弹的介质波导天线。该天线采用了天线与无线电引信风帽的一体化设计,天线辐射单元主体采用金属圆波导结构,天线与射频发射链路之间采用绝缘子同轴馈电。在超高速制导炮弹无线电引信有限尺寸空间条件下,完成了天线的高增益和耐高温腐蚀设计,同时保持了传统波导天线工作频带宽、结构简单紧凑和易于加工的特点。实测结果表明,该介质波导天线不仅适用于超高速制导炮弹对外形尺寸的严格要求,而且在抗烧蚀、及探测性能各种测试条件下工作频带宽、增益高,与仿真结果基本一致。     

X波段弹箭引信贴片天线集成射频前端

针对无线电引信探测前端电路复杂、频段低、抗干扰能力不强的问题,应用微带贴片天线开槽技术和微波单片集成电路技术设计实现了X波段弹箭引信射频前端.通过微带贴片天线开槽技术有效地减小天线的体积;应用成熟的微波集成电路减小整个组件的系统噪声,简化振荡电路的匹配网络;通过改变压控振荡器控制端输入信号,可以灵活地改变引信的探测频率和探测体制,提高无线电引信抗干扰的能力.试验表明该探测前端性能稳定,体积小,成本低,工艺简单,有利于批量生产.     

弹载超宽带小型化阵列天线单元及阵列设计

通过天线单元中加载金属化过孔及馈电端采取三级阻抗变换等一系列手段设计一种Vivaldi天线单元,在5~11 GHz频段内驻波VSWR2,物理尺寸只有14 mm(宽度)×32 mm(高度)×1.07 mm(厚度),相比于传统Vivaldi天线,单元宽度尺寸减小了53%,并通过对辐射贴片边缘开槽降低了天线E面耦合,达到了超宽带小型化的设计结果。利用该单元设计了一个7×7的矩形阵列,该阵列全频带内扫描角度可达±60°,满足阵列天线设计要求,可应用于空空导弹弹载的超宽带相控阵天线中。     

无线电引信圆形微带天线辐射性能改善方法

针对无线电引信天线提高增益的同时难以保留较大探测角的问题,提出了无线电引信圆形微带天线辐射性能改善方法。该方法设计了可组成环形的新型磁负超材料结构单元,并蚀刻在圆形微带天线主辐射边两侧以提升天线辐射性能。仿真结果表明,加载超材料单元后天线增益提升了0.911 dB,天线E面半功率波束宽度增加了3°,天线H面半功率波束宽度减少了12°,并发现辐射的后向波电平大幅度降低,较好地满足无线电引信对天线的要求。     

底层开槽宽频带微带引信天线

针对现有无线电 S波段引信天线带宽较窄,难以应用到宽频无线电引信上,提出了底层开槽宽频带微带引信天线。该天线设计应用 Vivek实验理论,对原有天线底层进行开槽处理,改善电抗耦合特性,使得电抗性能在一定的谐振频率范围内稳定。经仿真与测试表明该宽频天线能有效增加天线的带宽,使带宽由100M高到400 MHz,驻波比、增益、方向图等参数均能很好地应用到宽频引信上,且结构简单紧凑。     

超宽带无线电引信回波信号建模与仿真

由于超宽带信号辐射、地面散射特性及超宽带无线电引信回波信号频率等原因,超宽带无线电引信回波信号经常被淹没在噪声中。为了得到超宽带无线电引信回波信号,从超宽带信号的多径效应出发,推导出了超宽带无线电引信回波信号数学模型,并通过时域分析法及Matlab进行仿真。仿真结果表明：由于引信天线波束照射范围内距离不同导致地面散射信号返回到天线的时间不同,从而造成展宽效应,并且随着高度不断增加,展宽效应更加明显;随着高度的增加,超宽带无线电引信回波信号幅度相应变小。通过与实测波形比较,验证了建模的正确性。     

瞬时大电流下微机电引信硅通孔封装的失效机理与实验研究

随着引信向微型化、智能化、灵巧化发展,对引信采用三维封装是实现其小型化最为前景的技术。硅通孔（TSV）是三维封装的关键技术,广泛应用在微机电系统(MEMS)的集成中,具有封装尺寸小和能量消耗低的优点。研究了一种应用于MEMS引信的TSV三维封装技术,该MEMS引信的工作模式要求TSV在引信起爆控制时的瞬时大电流冲击下,电阻改变量在规定允许的范围内。利用有限元分析软件计算TSV在瞬时大电流下的升温曲线,并进行分组实验,对TSV分别施加40 V、330 μF电容放电条件,10 V、330 μF电容放电条件和4 V、100 μF电容放电条件。通过对比仿真结果与实验结果,得到TSV的潜在的失效模式和其承载瞬时大电流的能力。通过上述结论分析得出在10 V、330 μF电容放电条件和4 V、100 μF电容放电条件下,TSV封装技术可以满足MEMS引信的正常工作。     

北斗导航/超短波通信双模三频一体化终端天线的研究与设计

为了满足某型单兵系统中通信终端对超短波通信与北斗卫星导航定位的需求,设计了兼容导航与超短波通信双模式的新型单兵通信终端天线。通过在印刷折叠四臂螺旋天线（FPQHA）顶部的螺旋臂与折叠臂间加载电容,设计了电容加载的印刷折叠四臂螺旋天线,实现了北斗卫星导航B1、B3双频段覆盖。该天线结构紧凑,且能够通过改变电容值大小便捷地进行调谐优化。根据当前超短波通信终端采用外置单极子鞭状天线的现状,将提出的电容加载FPQHA与原单极子超短波通信天线同轴共置,减小了天线系统在其载体平台上所占的空间。并通过结构优化,尤其是在单极子天线外添加套筒,解决了二者的兼容性问题。该天线便于综合集成现有设备,能够达到实战中对高精度北斗卫星导航的性能要求,同时支持超短波频段通信。     

一种弹载毫米波引信天线的分析与设计

将微带漏波天线近似为波导，辐射壁采用导纳边界条件，分析了微带漏波天线的传播特性和辐射特性，给出了微带漏波天线的设计步骤和方法。以毫米波弹载引信天线为应用背景，分析和设计了一种微带漏波天线，求解结果和仿真结果吻合较好。     

超宽带无线电引信天线设计及仿真

为解决超宽带引信发射机与天线带宽、功率匹配的问题,设计了一种超宽带无线电引信天线。借助CST电磁场仿真软件对三角对称振子天线的馈电点和张角天线性能进行了仿真优化,通过分析其驻波比、天线带宽、天线增益和辐射信号幅度,可得出三角对称振子天线的最佳馈电点为三角形顶端、最佳张角为60°以及时域分析法更适合于超宽带无线电引信天线的仿真与优化。     

一种输出信噪比最大的引信天线波束形成算法研究

根据软件无线电引信天线波束形成的特点和要求，研究了一种使输出信噪比最大的波束形成算法。并通过MATLAB对这种算法进行仿真，仿真结果表明：这种算法能满足引信天线对主波束倾角准确度的要求，同时副瓣电平也相对较低，对从副瓣进入的干扰信号也进行了有效的抑制。还在数字信号处理器（DSP）中对这种算法运行的实时性进行了测试，测试结果表明：可以满足引信天线波束形成对实时性的要求。     

毫米波引信天线罩的驻点热温特性仿真研究

基于对某毫米波引信天线罩外弹道的分析,从工程角度出发,对某引信天线罩驻点热温进行了理论建模和仿真。仿真结果表明,目前所选聚四氟乙烯较适宜作此类引信的天线罩材料,但需要采取一些具体措施才能避免天线罩在弹道飞行中脱离弹丸。     

可重构硬件技术在引信设计中应用探讨

针对现代引信小型化、智能化、通用化的发展要求及引信的工作特点，通过基于VHDL的可编程逻辑控制器，采用可重构硬件的设计思想，探讨了引信“硬件软化”设计技术及可行性。为解决在现代战争环境中引信为了满足高可靠性、多用途，多功能、抗恶劣环境，抗电磁干扰的要求，而使得信息处理和信息控制电路越来越复杂，同时又要求引信电路能够实现快速．实时处理信息的问题提供了新的途径。     

基于准行波阵的毫米波引信微带频扫天线

针对传统毫米波引信天线无法兼顾宽波束、高增益、小尺寸的问题,提出了一种基于准行波阵的毫米波引信微带频扫天线;该天线由5个微带贴片串联构成,天线尺寸仅为20 mm×8 mm,微带贴片之间距离固定,通过频率扫描方式改变天线主波束指向;毫米波引信在弹丸落地前根据落角信息计算出天线的主波束倾角,然后通过调整引信的工作频率使频扫天线主波束垂直照射到目标;仿真与实测结果显示:天线工作频率为30.2～35.6 GHz,在整个频带内增益均大于11 dB且幅值基本保持不变;天线通过频扫方式其E面主波束探测角可以达到78°;该天线高增益、小尺寸,天线的频扫特性使引信在不同落角情况下均能保持对目标的最大探测能力.     

基于RBF神经网络的引信智能天线多目标方向估计

提出了一种基于径向基函数(RBF)神经网络的引信智能天线多目标方向估计算法,对引信智能天线进行了结构和训练算法的设计.理论分析和测试结果表明,此算法充分利用了径向基函数神经网络的结构简单、自学习能力强、运算速度快、模式分类能力强等特点,可以实现多目标高分辨率方向估计.