旋转曲面形圆顶天线的配相方程

本文在文献〔1〕思路基础上,推导了旋转曲面形圆顶天线的固定延迟相位和馈电平面形相控阵天线的相位计算公式。应用同样的分析方法,推导了介质型圆顶天线的外形曲线方程和馈电阵口径相位计算方程。一、固定延迟相位计算公式的推导在以下公式的推导中,基本原理见文献〔1〕,设无源透镜是由任意曲线r(θ)绕Z轴旋转而成的曲面,天线元则假定连续地排列在曲面上。我们要求透镜在θ角方向有放大扫描角的作用,在方位方向则作对称扫描。如图1所示,由图示的几何关系可     

附加外环面板增大主镜口径并重新赋形副反射镜的天线改造方法

论文介绍了当天线的口径需要稍微扩大的情况时，可在不改变天线主面轮廓的条件下，附加一面板环增大天线的口径的设计方法，并且通过对副反射镜进行重新赋形得到新口径的天线。给出了其理论公式的推导及其计算的方向图，其中重新赋形副镜的设计在实际中已得以应用，使得天线的性能大为改善。     

口径天线方向性系数和增益的快速估算方法

导出了用天线方向图的半功率波束宽度快速计算口径天线方向性系数和增益的简单表达式，分析讨论了这些公式的应用范围。最后，给出了卫星通信天线的增益测量实例，实验结果表明：用半功率波束宽度快速计算的天线增益与其它方法测量的天线增益吻合很好，从而证明了这种方法的正确性。     

大型毫米波射电望远镜——主动表面反射器天线的分析

分析了不完善的分块式面板调整对大型毫米波望远镜的口径效率的影响。正在设计一种直径为50m、工作波长为1mm的且具有可控主面的设备。通过对该控制系统性能特性的仿真，生成了倾斜和柱塞形误差的一些标本，据此计算了天线的辐射方向图和口径效率。将这些结果与Ruze导出的天线公差理论的模型进行了比较，后者把口径效率与均方根相位误差联系起来。我们发现当采用口径rms相位误差而不是rms表面误差作参数时，Ruze公式具有不同的有效范围。当大型分块式天线中出现明显的倾斜误差时，口径的均方根相位误差趋于常数值，与口径照射和分块的形状无关。所得出的结论是天线均方根表面误差是一种口径效率指示器，比采用Ruze公式时的口径均方根相位误差要好一些。对大型分块式反射面天线，认为这个众所周知的表达式对大型分块式反射器天线性能限制较小。     

一种低副瓣的双反射体柱面天线

针对串联馈电的波导裂缝平面阵天线波束随雷达工作频率改变而指向不恒定问题,提出了一种通过赋形的双反射体实现预先给定的口径场幅度、相位的低旁瓣一维相扫雷达天线的设计。该天线为赋形的卡塞格伦式极化扭转柱形双反射体。由于在赋形面,馈源的相心至口径面电磁波的传播路径处处相等,从而使波束指向恒定。又由于采用了对双反射体的赋形及其他降低副瓣的技术,使天线能够获得低副瓣效果。文中对赋形双反射体的理论计算公式作了简单推导,最后还给出了按照不同的天线波束副瓣电平要求,利用几何光学法得到的赋形主、副反射体的计算结果。     

球面近场下相控阵天线口径诊断研究

在近场测量系统中,天线口径诊断是其中一项重要功能,它能够帮助天线设计师发现相控阵天线设计或者网络配置问题.平面近场中的口径诊断技术已经广泛地应用在雷达天线测试中,在球面近场测量中同样需要这种算法.本文基于球面坐标系下电磁场模式方法,得到球面近场条件下的口径反演算法.在仿真模型中计算得到了被测天线的口径场分布,计算结果与理论模型结果吻合.对X波段阵列天线进行了实际测试,得到了不同配置下的阵列天线口径反演结果,经过数据比对,证明了本文算法的幅度反演精度优于1 dB.     

试验天线对雷达罩传输效率的影响及分析

在雷达罩电性能测试过程中,需要用到试验天线,试验天线的类型、极化方式和口径尺寸对雷达罩电性能测试结果有一定影响。文中对试验天线口径尺寸对雷达罩传输效率的影响程度进行了仿真计算,通过对比测试验证了仿真计算的正确性。计算和测试结果表明:当试验天线与装机天线口径尺寸差别不大时,试验天线口径尺寸对传输效率的影响较小。在工程实践中,当无法得到装机天线时,可以用类型相同、极化方式相同、口径相近的天线作为试验天线,以完成传输效率的测试。     

高性能环焦天线的设计

介绍了高性能环焦天线的设计技术，给出了中等口径环焦天线的设计方法和设计公式。应用该技术设计的Ｃ波段６ｍ环焦天线具有低旁瓣、高效率和低驻波，已获得了亚太地区多家卫星公司的入网认证。     

基于梯形-复化Gauss 积分的赋形反射面天线远场快速分析

针对赋形反射面天线优化设计耗时长的问题,提出了一种快速有效的分析赋形反射面天线远场的计算方法,并计算了赋形反射面天线的远场方向图。将远场积分公式中对赋形反射面的积分转换为对投影面上单位圆域的积分,再运用二维梯形-复化Gauss 积分将积分公式转换为数值相乘累加求和的形式,并给出了详细的计算公式。对C 波段和X 波段不同大小圆形口径赋形反射面天线远场进行分析,文中方法计算结果与直接积分法、Gordon 积分法计算结果相吻合,计算效率得到显著改善,该方法的有效性得到验证。     

MATLAB在反射面天线三维方向图中的应用

提出了一种反射面天线三维方向图的绘制方法。介绍了分析反射面天线辐射场的方法,并将表面电流法和口径场法进行了比较。给出了计算抛物面上的电流分布公式,论述了表面电流法的基本原理。运用MATLAB软件对反射面天线的辐射场进行了数值计算,阐述了程序主要语句格式和功能以及计算的流程图,得到了天线的二维和三维方向图,直观清楚地表现出辐射方向图的特点,为绘制反射面天线的方向图提供了一种方法。     

带罩天线的口径积分-表面积分分析技术的改进

研究了带罩天线电磁辐射特性分析的口径积分-表面积分法，在罩外表面电磁流积分过程中，引入Gordon公式将罩面单元上的均匀相位分布修正为更贴近实际的线性分布，通过具体算例对改进方法的有效性进行了验证，计算结果表明，改进方法显著提高了带罩天线辐射方向图的计算效率和精度。     

圆口径地面站天线近区功率密度的计算

简述了圆口径地面站天线发射近区功率密度的计算方法。推导了圆口径均匀分布、锥削分布和高斯分布的圆口径天线近区功率密度的简化计算公式,并根据地面站天线旁瓣增益包络的要求,提出了一种快速估算地面站天线偏轴近区功率密度的简单方法。     

MF-TDMA卫星通信系统工作门限设计

MF-TDMA卫星通信系统应用方式十分灵活,是卫星通信中重要的组成之一。MF-TDMA卫星通信系统在单频组网时通常要求天线口径相近,而在实际工程中往往天线口径差别较大。通过分析工作门限对不同天线口径地球站的影响,给出了一种新的工作门限设计方法。试验证明,该方法具有计算量小、使用方便的特点,可用于MF-TDMA卫星通信系统组网设计。     

柱形等离子体天线阻抗及辐射特性实验研究

借助天线测试系统,实验研究了柱形等离子体天线的阻抗特性和辐射特性。实验结果发现:该柱形等离子体天线与相同构造和尺寸的金属天线相比,具有较好的宽带阻抗特性;柱形等离子体天线的相对增益在50～260MHz频带范围内与金属天线相差不大;等离子体发射天线相对增益略高于等离子体接收天线。     

矩形栅格圆口径平面相控阵天线方向图计算

针对机载相控阵雷达天线受机头圆柱形设备舱约束的条件,研究了矩形栅格圆口径平面相控阵天线的方向图,建立数学模型并对其进行了公式推导和计算机仿真。同时将该天线与同等规模的矩形口径平面阵天线方向图特性进行了对比分析,结果表明:前者通过展宽主波束宽度和抬高旁瓣间交叉电平深度获得了优于后者的抗干扰性能的结论。     

口径/谱域积分-表面积分法的研究

 通过分析口径积分、平面波谱理论关于天线近场计算的特点,获得一种混合的天线近场计算方法.结合表面积分技术,提出了口径/谱域积分-表面积分法,用于三维天线-罩系统电性能数值仿真.该方法吸取了口径积分和平面波谱理论的优点,对于天线近场的分析更为精确、实用.以弹载天线罩为仿真实例,结果表明,与口径积分-表面积分法和平面波谱-表面积分法相比,口径/谱域积分-表面积分法的计算结果与实验结果更为吻合,证明了该算法具有更高的精确度.     

2450MHz医用微波辐射天线的设计

设计了一种工作在2450MHz频率的新型的医用微波热疗天线。采用有限元数值分析方法针对人体肌肉组织微波热疗模型,对单极辐射天线和改进的挽袖圆顶辐射天线在肌肉组织中产生的电磁场分布及单位质量电磁能量吸收率(SAR)进行了模拟计算,并且比较了挽袖圆顶天线和挽袖天线在2-3GHz频率之间的S11值。结果显示:挽袖圆顶天线通过优化的挽袖结构,减少了天线的能量反射,能量的分布不会随天线插入组织深度的不同而引起变化,优化的顶部结构可得到更好的反射特性。     

星载大口径太赫兹反射面天线设计与实现

为解决大口径太赫兹反射面天线工程实现的难题,提出了一套口径2.5 m的星载太赫兹天线系统。该天线由大口径反射面天线和准光学馈电网络组成,可以接收183 GHz微波电磁信号。详细介绍了天线系统电性能仿真分析与大口径反射器的结构方案,对加工完成的大口径太赫兹天线系统进行了电性能测试,实测天线主波束效率达到90.2%,能够满足静止轨道卫星载荷的应用需求。     

压缩天线测试场反射器的设计

应用几何绕射理论的结果,分析、介绍了两种压缩天线测试场(简称压缩场)反射器—滚边反射器和锯齿边反射器。导出了锯齿边反射器的边缘轮廓线方程,并根据J.B.凯勒的口径角点绕射系数公式,介绍了角点绕射场的计算式。给出了平面反射器模型的实验结果。     

基于非均匀设计的高口径效率Fabry-Perot谐振腔天线

Fabry-Perot(F-P)谐振腔天线通常易实现高增益,但由于口径场非均匀的电磁场分布,使得其在大口径尺寸下的口径效率较低。本文设计了一种新型的F-P谐振腔天线,该天线采用非均匀特异媒质覆盖层实现口径场等幅分布,并通过非均匀特异媒质反射地实现口径场同相分布,从而提升F-P谐振腔天线在大口径尺寸下的口径效率。基于射线追踪法,推导了非均匀覆盖层和非均匀反射地的设计公式。本文设计、加工并测试了一款口径尺寸为5.18 λ(λ为自由空间波长)的圆形F-P谐振腔天线。仿真和测试结果吻合良好,|S11|<-10 dB的阻抗带宽为4.14%(5.740~5.980 GHz);在工作频点5.8 GHz处,该新型F-P谐振腔天线的增益为23.8 dBi,与传统F-P谐振腔天线相比,其口径效率从78.9%提高到90.5%。