脊波导缝隙圆极化天线的设计*

设计了一种新型脊波导缝隙圆极化天线。在脊波导宽边开并联纵缝,从波导耦合电磁波至其上方的四脊波导圆极化器,实现圆极化辐射。采用脊波导不仅减小了单元尺寸,更改善了天线的带宽性能。重点研究了四脊波导圆极化器对相互垂直的两辐射场分量的影响,优化单元的轴比特性。在提取单元谐振电导的基础上,设计了工作在10GHz 的1×10 圆极化波导缝隙阵列。对天线实物测试得到中心频率处的增益为16.8dB,第一副瓣电平为 25dB,阻抗带宽约为8.5%,相对轴比带宽(AR臆3dB)约为3.2%。     

一种右旋圆极化非谐振波导缝隙阵列天线设计

文中提出一种基于能量传输理论的非谐振波导缝隙阵列设计方法,设计了一款右旋圆极化非谐振波导缝隙阵列天线.圆极化由加载在波导缝隙上的切角正方形波导圆极化腔实现,文中分析了腔体的各设计参数对圆极化特性的影响,实现了圆极化腔与波导缝隙的分离设计.设计的8×8阵列天线工作在17 GHz,主频处能量辐射效率大于94％,主瓣增益25...     

腔体加载式圆极化波导缝隙天线设计

圆极化天线由于其自身具有的众多优点,在现代通信系统中日益受到广泛关注。设计了一种通过在传统波导缝隙天线上加载旋转矩形腔体实现圆极化辐射的天线形式,分析了腔体辐射圆极化波的机理以及腔体对天线阻抗带宽的影响。该天线具有阻抗特性和圆极化特性独立可调的优点。加工实现了一种工作于X频段、具有1×10个单元的天线结构。测试结果表明,在中心频率处右旋圆极化增益约为16.5 d B,主辐射方向上轴比优于1 d B,阻抗带宽(VSWR<2)约为64 MHz。测试结果与仿真数据取得了较好的一致性。     

一种共面波导馈电的圆极化天线的设计

RFID系统在当今社会应用广泛,天线在RFID系统中的作用尤其重要,圆极化天线的设计大大提高了系统的灵活性和可靠性。给出了一款通用频带的特高频RFID 阅读器天线。该天线通过共面波导馈电,在介质层顶部的接地平面刻蚀方形槽,为了增加天线阻抗带宽,将共面波导馈线弯折设计;为了提升天线的圆极化性能,在槽内适当添加L 型连接线。该天线实现了410 MHz的阻抗带宽和488 MHz的轴比带宽,天线尺寸为115 mm*115 mm*0.3 mm。     

一种Ka频段高效率圆极化宽角扫描波导缝隙相控阵天线

该文提出一种新型小尺寸、低剖面、“f”字型波导缝隙圆极化器,高度仅1/6波长,宽度约2/5波长。基于该圆极化器,设计了一种高效率、低剖面、圆极化脊波导缝隙线阵天线。为满足空间应用中对轻质、高效率、圆极化、±60°宽角扫描相控阵天线的需求,采用该线阵天线作为阵元设计、仿真并实现了16阵元Ka频段脊波导缝隙相控阵天线。仿真和实测结果表明,该相控阵天线可实现1维±60°宽角扫描。在扫描角范围内,相控阵天线的轴比小于4.1 dB,增益下降小于4.3 dB。在0°扫描角工作时,天线的实测增益为35.9 dBi,辐射效率接近85%。     

一种Ka频段高效率圆极化宽角扫描波导缝隙相控阵天线

该文提出一种新型小尺寸、低剖面、"f"字型波导缝隙圆极化器,高度仅1/6波长,宽度约2/5波长.基于该圆极化器,设计了一种高效率、低剖面、圆极化脊波导缝隙线阵天线.为满足空间应用中对轻质、高效率、圆极化、±60°宽角扫描相控阵天线的需求,采用该线阵天线作为阵元设计、仿真并实现了16阵元Ka频段脊波导缝隙相控阵天线.仿真和实测结果表明,该相控阵天线可实现1维±60°宽角扫描.在扫描角范围内,相控阵天线的轴比小于4.1 dB,增益下降小于4.3 dB.在0°扫描角工作时,天线的实测增益为35.9 dBi,辐射效率接近85％.     

基于单脊波导的缝隙阵列天线研究

采用理论分析和电磁仿真相结合的方法,详细分析了单脊波导中电磁场和表面电流的分布特点,并结合计算机辅助设计的方法,实现了一款工作于C波段单脊波导脊边双缝阵列天线.这种新型天线通过在单脊波导的脊边上成对开设倾斜缝隙来实现.仿真实验表明：本设计中天线的交叉极化降低到-50.26 dB,而天线的横截面尺寸仅为同频段标准矩形波导的47%.

     

宽带高性能四脊波导圆极化器设计

在射电望远镜和卫星通信天线中,圆极化器是关键部件之一。传统圆极化器在保证0.75 dB轴比时的相对带宽最多为41%,无法满足日益增长的宽频带应用需求。该文利用四脊波导的宽带特性,通过采用具有不同尺寸的水平脊和垂直脊,使四脊波导两个正交主模的相位常数不同,来实现宽带移相特性,并给出了一种宽带四脊波导圆极化器的设计方法。按照这一方法,设计了一款宽带C波段圆极化器,工作带宽为3.625～7.025 GHz,相对带宽64%。该文还研究了圆极化器主要参数变化对其性能的影响,加工并实测了一个圆极化器样机。实测结果显示出,该圆极化器两个正交极化的反射损耗均小于–21 dB,相差90°±3.8°,相应的轴比小于0.6 dB。测试与仿真结果吻合良好,证明了分析与设计方法的正确性。

     

3mm 平板波导缝隙阵天线设计研究

3mm 波段多层平板波导缝隙阵天线口面利用率、阻抗带宽明显优于传统单层结构,适用于小型化高 精度无线探测设备。由于3mm 波段波长短,加工误差对天线性能影响较大,本文重点分析了加工工艺对天线参数选 取的影响,对电气设计进行了优化,更好地满足了可制造性要求。通过加工3mm 的平板缝隙阵天线样件,对其缝隙 参数的加工误差进行定量分析,并且对比了电气性能的仿真和实测结果,证明了该设计方法的有效性和实用性。     

基于SIW的多波束波导缝隙阵列天线设计

基片集成波导(SIW)是一种新型的波导结构,具有低插损、高Q值、易于加工和设计等优点,在雷达、通信和导航等领域有很好的应用价值。本文应用SIW技术设计与仿真了一个Ku波段基于Butler矩阵馈电网络的多波束波导缝隙阵列天线。仿真结果表明该天线通过俯仰维实现同时4波束,提供±45o覆盖,具有良好的方向图和驻波特性。它采用一体化设计方式,大大减轻阵列天线重量和减小尺寸,具有较高的工程实用性。     

基于基片集成波导(SIW)的低副瓣阵列天线设计

基片集成波导(SIW)因其低插损、易于加工等特性,在微波天线领域受到了广泛关注.本文应用SIW技术设计了一个Ku波段20元并联馈电的低副瓣线阵天线.实测结果表明在6%的带宽内,其VSWR＜1.5,可以实现-27dB以下副瓣电平及高于18.7dB的增益.此天线应用了改进的维尔瓦迪辐射单元,有效抑制了单元间的互耦,其功分器...     

Ka波段大型单脉冲平板缝隙天线的分析与设计

论文所分析的Ka波段平板缝隙阵列天线具有阵面尺寸大(534.89mm×494.3mm)、缝隙多(5 120)的特点,因而对于阵面的设计运用优化总体设计,并运用等效电路法结合电磁仿真软件HFSS得到精确的辐射缝以及耦合缝参数。同时为了减小加工难度,对天线分象限分层分象限进行加工。经过实测验证,测试结果与理论吻合良好,在±300MHz频带范围内驻波小于2,整个阵面的增益均大于42dB,天线的方位副瓣电平达到-22.8dB,俯仰副瓣电平达到-23.8dB,零值深度在俯仰和方位均达到-30dB。     

宽带单脊波导缝隙天线的设计

根据传输线方程推导了单脊波导辐射缝隙有源导纳的计算公式,结合三维电磁仿真软件HFSS提取了天线阵列中辐射缝隙的有源电导,设计了一个8元单脊波导缝隙线阵,实测结果表明,副瓣为-23.61dB,VSWR≤2时的相对带宽为8%,约为矩形波导缝隙天线的2倍。     

新型Ku波段基片集成波导缝隙阵列天线设计

介绍了基片集成波导缝隙天线的相关理论,以及宽边基片集成波导缝隙驻波阵的设计方法。首先,根据指标要求,利用HFSS电磁仿真软件来获取缝隙初始导纳参数;然后,使用Matlab软件进行数据拟合;最终,得到缝隙电导与缝隙偏置的数学函数。采用该方法设计了中心频率为15. 9 GHz 的4 元等幅同相的驻波直线阵,仿真得到在15. 8 GHz ~16 GHz 频段内驻波比小于1. 88。     

一种Ka 波段对称四波束波导缝隙行波阵列天线的设计

本文给出了一种Ka 波段对称四波束波导缝隙行波阵列天线的设计方法。该设计对经典行波阵理论进行了改进 和创新,提出将驻波阵的电流幅度分布理论应用于行波阵,推导出多波束波导缝隙的电场分布方程,实现了波导缝 隙阵列天线对称四波束配置,并具备共口径、高增益、低副瓣等优点,满足多普勒测速雷达对天线的要求。HFSS 软件仿真测量结果验证了该设计的正确性。     

扁波导馈电的平板缝隙天线阵的带宽扩展

扁波导馈电的平板缝隙天线阵,除了馈电波导内部耦合增强以外,带宽也受到限制.文章从谱域角度分析了缝隙天线的内外场分布,在此基础上,得到了周期波导和金属波导中各模式场的功率/储能谱.计算了波导缝隙天线的Q值并分析其变化规律,解释了扁波导馈电带宽受限的原因是辐射波导内的驻波储能场增强造成的.提出了在缝隙两侧增加扼流槽的改进方案,并同样从谱域的角度分析了该方案对带宽改善的影响.将该方案应用于一个实际的SIW平板波导缝隙天线阵设计中,获得了8.1%的带宽.     

基于基片集成波导的Ka波段毫米波缝隙天线设计

本文总结了由基片集成波导(SIW)设计缝隙天线的一般方法,并设计了一款 8×8 SIW 缝隙天线阵列。 该天线主要由SIW 馈电网络、缝隙阵列和微带线至SIW 转换器三部分构成。 利用泰勒分布函数控制阵列的馈电幅度以及缝隙的偏置距离,从而有效地控制了阵列在方位面和俯仰面的旁瓣电平。 实验结果表明,该天线在 33. 30 GHz ~ 36. 54 GHz 的频带范围内 S11 幅值小于-10 dB,相对带宽为 9. 3%。 天线最大增益为 18. 56 dB,H 面副瓣电平小于-20 dB,E 面副瓣电平小于-18 dB。 该天线剖面低,易于共形,在机载、弹载等场景中有较好的应用前景。     

舰载波导缝隙阵的FDTD 全波分析

本文在深入研究了时域有限差分算法(Finite-Difference Time-Domain,简称FDTD)和局域导波端口加载的基础上,对舰载波导缝隙阵进行了全波仿真分析,并利用远场外推的方法计算获得了该阵列天线的辐射增益(Radiant Gain,简称RG).计算结果表明本方法具有很好的计算精度,在不同工作频率的仿真条件下均与商业软件的计算结果吻合很好,验证了该方法的通用性和有效性,为进一步进行含有舰体的并行全波仿真提供了可能.