阵列天线互耦补偿技术研究

分析阵列天线的互耦机理,利用电磁散射理论研究阵列天线的散射特性,得到阵列天线的散射矩阵,并根据散射矩阵中的实际物理意义,将矩阵进行分解,推导出阵列天线的互耦补偿公式,避免了复杂的计算,并在实际测试数据的基础上,利用提出的算法进行互耦补偿,验证了该算法的有效性。     

一种基于稻垣模的新型阵列天线设计方法

提出一种新型的设计阵列天线的模式方法,即依据阵列天线结构和端口激励数目构造一组辐射场正交基,通过期望辐射场与该组基的正交运算来设计阵列天线。该模式方法以矩量法为基础,基于稻垣模本征方程,严格考虑了阵元间互耦的影响,可以最小二乘意义下拟合期望方向图。此外,辐射场的加权运算也进一步减少了设计的运算量。阵列天线设计实例验证了本文方法的正确性和有效性。     

一种提高圆极化阵列天线宽角扫描特性的设计方法研究

通过对传统矩形和圆形微带贴片天线单元的仿真与优化,提出了一种低剖面宽波束圆极化阵列天线单元结构。用该天线单元采用顺序旋转布阵得到2×2子阵,再由子阵扩展成为8×8矩形阵列。通过HFSS仿真验证了该阵列天线具备理想的宽角扫描特性和圆极化特性,天线在工作频段内可实现方位360°、俯仰±60°扫描,扫描范围内天线增益波动小于3 dB,轴比小于2.8 dB,同时天线还具有极低的剖面,高度尺寸仅为0.05λ0。针对传统圆极化阵列天线的扫描特性,分析并总结了一种提高宽角扫描特性的设计方法,可在不增加天线剖面的情况下,扩展单元波束宽度并抑制互耦,实现圆极化阵列天线宽角扫描。     

波导缝隙阵列天线设计

根据等效磁流片法对矩形波导宽边纵缝阵面进行分析设计,采用拟牛顿法对阵面参数求解,设计中考虑了波导内、外互耦的影响,孤立缝的自导纳采用矩量法获得,计算中考虑壁厚。阵列单元的结构与参数采用孤立缝的精确分析结果,从而加快了迭代速度。以S波段2×4单元缝隙阵的阵面分析计算和设计制作为例,测试与仿真的天线特性符合良好。     

一种波导裂缝阵列天线设计方法

结合等效电路法和有源导纳法,将设计波导裂缝阵列天线的Elliott方程改写为两个方程组进行求解,利用归一化电导迭代求解两个方程组,得到裂缝参数,避免了直接求解二元非线性方程而产生的大量无用解。互耦系数gmm的计算采用Taylor级数展开式近似。用等效电路法与本文方法分别设计了64元驻波线阵,仿真结果表明,本文方法降到了天线副瓣。     

直线阵列天线的设计与性能分析

基于工作频率在1.79 GHz的矩形微带天线,利用FDTD进行建模和仿真,设计出了几种直线阵列天线。阵列天线单元数分别为2n(n=0,1,2,3),分别计算了它们的远场辐射方向图。讨论了阵列天线单元数目的影响,分析了阵列天线的主要性能参数,并得出了结论。     

一种宽带圆形阵列天线的矩量法分析

利用矩量法对宽带圆形阵列天线的互耦特性进行分析。为了对较粗线天线进行精确分析,矩量法采用正弦差值基函数与点配法,并采用全域线天线积分核计算Pocklington方程,得到天线的广义散射矩阵,实现互耦分析。为了验证其计算结果,对所设计阵列天线进行了CST软件仿真和实验测试。仿真和测试结果表明：矩量法计算与CST仿真结果基本相同,实验测试结果在主波束方向、主波瓣宽度、副瓣电平等特性上与计算和仿真结果近似一致,说明此方法能够有效的对宽带阵列天线进行互耦分析。     

智能天线阵列误差校正算法的实验验证

阵列误差的校正是智能天线技术实用化的关键所在。对各种阵列误差进行了深入分析并建立了数学模型。阵列误差可以用一个误差矩阵来表征,通过对误差矩阵的估计,能够恢复理想的阵列流型。实验结果表明,这种阵列误差校正方法能够有效减小各阵元通道之间的差异,改善了系统的性能。     

一种双频GPS天线设计

使用差分双频GPS定位技术可以实现厘米级定位精度,在此技术中GPS天线的相位中心稳定性是实现高精度定位的一个关键环节.利用仿真软件分析设计了一种缝隙耦合微带天线(ACMA),制作了试验天线,天线的测试结果表明,天线相位中心稳定性良好,可以满足差分双频GPS定位系统要求。     

GPS接收机天线自适应抗干扰系统的设计

为加强GPS接收机在军事上的应用,本文提出了以自适应阵列来提高GPS接收机抗干扰能力的设想,并给出了其设计方案。     

基于RFID的小型天线的设计

915 MHz频段是RFID常用的频段之一,本文设计了一款该频段下工作的RFID天线,并借助ANSOFT HFSS计算软件对天线系统进行了仿真分析,通过对贴片以及接地板开槽,使天线在保持高增益的情况下,在更宽的频带上具有更好的稳定性,同时也减小了天线的尺寸,使天线整体性能更加完善。     

基于小间距低耦合阵元的微带天线阵设计*

设计微带天线阵时,减小阵元间距会导致阵元间耦合增加,从而导致增益下降(在考虑口径增益减小的基础上进一步下降).针对该问题,提出一种减弱小间距阵元间耦合的新方法,即通过在地板上蚀刻两条共面波导,引入新的幅度可调的耦合去抵消原有耦合,从而实现减小阵元间耦合的目的.该方法将邻边间距为0.024λ0(λ0是自由波长,中心间距约0.38λ0)的阵元之间的隔离度(IS21I)从6.1dB提高到21dB以上,改善了阵元的辐射特性,使每个阵元的辐射方向图接近单个贴片的辐射方向图.为验证有效性,本文基于该方法设计了一副二元微带天线阵,并对其进行测试,与等口径面的二元阵比较,增益提高了约1.2dBi,与等增益的二元阵比较,面积减少了约10.2％,且副瓣电平有较大改善.     

Synthesis of concentric circular antenna arrays using dragonfly algorithm

Due to the strong non-linear relationship between the array factor and the array elements, concentric circular antenna array (CCAA) synthesis problem is challenging. Nature-inspired optimisation techniques have been playing an important role in solving array synthesis problems. Dragonfly algorithm (DA) is a novel nature-inspired optimisation technique which is based on the static and dynamic swarming behaviours of dragonflies in nature. This paper presents the design of CCAAs to get low sidelobes using DA. The effectiveness of the proposed DA is investigated in two different (with and without centre element) cases of two three-ring (having 4-, 6-, 8-element or 8-, 10-, 12-element) CCAA design. The radiation pattern of each design cases is obtained by finding optimal excitation weights of the array elements using DA. Simulation results show that the proposed algorithm outperforms the other state-of-the-art techniques (symbiotic organisms search, biogeography-based optimisation, sequential quadratic programming, opposition-based gravitational search algorithm, cat swarm optimisation, firefly algorithm, evolutionary programming) for all design cases. DA can be a promising technique for electromagnetic problems.     

互耦对微带阵列天线方向特性影向的研究

本文针对微带天线阵元之间的互耦对辐射特性的影响进行研究,以矩形贴片构成的四单元直线阵为研究平台,导出相应的计算公式,基于时域有限差分法建立天线模型,进行仿真测试,讨论了在不同位置对阵元馈电的情况下,互耦对阵列方向图的影响,为在互耦状态下微带天线阵的设计提供了参考.     

一种天线馈源用宽带孔径耦合层叠微带贴片阵的设计

介绍了一种宽带孔径耦合层叠微带辐射单元的工作原理,着重分析了该辐射单元主要结构尺寸对其阻抗带宽的影响。该辐射单元阻抗带宽（VSWR≤2：1）在S波段达到了30％以上。作为某抛物反射面天线的馈源,由4个该辐射单元组成四单元微带贴片天线阵后,其性能满足天线系统要求。     

测向天线阵互耦效应分析

天线阵元间的互耦效应将导致天线阵列的电参数和方向性的改变,从而影响测向系统的性能。针对天线阵列各单元之间的互耦现象,提出了利用矩量法精确分析天线阵列各单元上的电流分布,进一步通过互阻抗网络计算法求出测向天线单元的实际激励电压的幅度和相位,进而得到天线的辐射和接收特性。对实际的均匀直线阵列超分辨测向系统中的互耦效应进行了分析,给出了仿真结果,验证了互耦效应对测向性能的影响。     

新的GPS自适应阵的选星方法

提出了2种新的自适应阵选星方法：加权GDOP准则下的自适应阵选星方法给出了自适应阵选星的性能极限；为减少计算代价，提出近似加权GDOP准则下的自适应阵选星方法。这2种自适应阵选星方法的性能均全面优于常规GPS选星方法，不但定位精度有明显提高，而且干扰环境下的卫星信号可用率从40％分别提高到60％以上和90％以上。     

基于开口谐振环的微带天线互耦抑制研究

提出了一种通过加载开口谐振环隔离板来抑制微带天线阵元之间耦合的方法。首先设计了一款工作频率在6GHz的微带天线阵,然后在其阵列单元间加载单环SRR隔离板结构。该结构在特定频段具有带阻特性,可以有效抑制天线单元间的互耦,增加天线单元间的隔离度。最后利用HFSS软件进行了仿真与优化。仿真结果证明:该结构的引入能使微带天线单元间的互耦因子降低10d B左右,体现了较好的互耦抑制特性。