基于频率选择表面的宽角扫描阵列

随着多功能、一体化电子信息装备的快速发展,对超宽带阵列天线的需求也愈加迫切. 机载、舰载等平台对载荷的重量、尺寸等往往有较为严格的限制,低剖面、轻量化超宽带相控阵天线的设计可以有效解决平台限制与多功能需求之间的矛盾. 本文提出了一种基于紧耦合偶极子天线单元的低剖面、轻量化超宽带阵列天线设计方案,该天线采用寄生偶极子匹配层和频率选择表面（frequency selective surface, FSS）匹配层代替传统的介质宽角阻抗匹配层,在实现宽角扫描的同时还能有效减小天线重量. 通过电磁仿真优化,该阵列天线单元可以实现6∶1的工作带宽,剖面高度小于低频的十分之一波长;E面±60°扫描满足电压驻波比（voltage standing wave ratio,VSWR）≤3,H面±45°扫描满足VSWR≤3.5. 为了验证所设计阵列天线的性能,加工了规模大小为16×16的原理样机进行实测,测量结果与仿真结果基本吻合.     

频率选择表面纺织材料应用

采用频率选择表面结构的纺织材料实现了纺织品和电子元件的完美结合,赋予了传统纺织品智能化的新功能。提出了设计频率选择表面纺织材料的可视化传输线方法,并实现了频率选择表面纺织材料在雷达吸波材料、织物天线性能改善以及频率选择性通信窗上的应用。     

多层频率选择表面的分析

本文利用矩量法和广义散射矩阵理论分析了多层频率选择表面的散射特性。通过引入广义波导概念,可以统一分析单元形状为任意的多层频率选择表面。作为示例,计算了几种不同结构频率选择表面的散射特性,结果与文献中给出的数据相符。     

基于电磁超表面的宽角扫描相控阵天线

提出了一种基于电磁超表面的宽角扫描相控阵天线设计。其工作频率为19.6～21.2 GHz,扫描角度为二维±60°,相控阵天线单元为介质加载的波导口形式。为改善该相控阵的宽角匹配和辐射特性,用基于PCB工艺的电磁超表面替换常规的介质锥匹配结构。相控阵天线单元的仿真结果表明,超表面相控阵天线的有源反射系数更低。小规模阵列辐射特性的仿真结果表明,在±60°扫描角度范围内,超表面相控阵的最低增益相比常规相控阵提升了0.6 dB。中等规模阵列辐射特性的实测结果表明,常规相控阵在0°方位面扫描到60°时,辐射方向图会发生较大变形,天线辐射增益明显下降,而超表面相控阵的方向图仍保持完好,天线增益下降明显改善。上述仿真和实测结果证明,电磁超表面技术在改善相控阵天线宽角扫描特性方面可以发挥重要作用。     

“十”字环形缝隙阵频率选择表面的频率特性研究

本文用模匹配法分析了任意角度平面波入射时分析一般单元缝隙阵频率选择表面的频率响应性。这里考虑的ＦＳＳ是一零厚度无限大平面阵。问题的 解是以Ｆｌｏｑｕｅｔ 定理为基础。通过匹配ＦＳＳ表面的切向场分量获得的。     

十字型偶极子频率选择表面的电磁散射特性

研究了有介质衬底十字型偶极子频率选择表面的电磁散射特性。首先根据Ｆｌｏｑｕｅｔ定理得到各区域中的场分量表达式；然后由边界条件导出关于贴片上电流分布的积分方程；最后采用矩量法求解积分方程。文中给出了若干数值算例，结果与已有文献中的数据和实测结果吻合很好。     

含基底频率选择表面电介质匹配方式的研究

针对含基底的单屏频率选择表面(PSS)在电磁波倾斜入射时中心频点漂移过大,透过率下降迅速的问题,利用谱域分析方法对电介质层匹配方式作了详细的研究,提出了一种对称夹层的匹配方法.分析结果表明,对于大范围角度入射的电磁波,该方法能够在不改变原基底特性的情况下,优化FSS的传输特性.     

平面相控阵宽角扫描技术

平面相控阵天线的宽带、宽角扫描理论与技术是当前天线电波传播领域的核心课题与关键技术,对高性能雷达、通信、导航等信息系统起到重要支撑作用. 研究表明,制约平面相控阵天线宽角扫描的瓶颈主要有：单元的波束形状、阵列排布方式以及扫描阵列中的耦合关系. 据此,本文将从以上三方面回顾平面相控阵宽角扫描理论与技术的发展历程,并对其研究发展做出展望.

     

双频双极化频率选择表面

该文对分形的频率选择表面的特性进行了详细地研究。由于分形包含初始形状的很多比例,谐振也具有分形的比例,同时加上形状的对称性,所以双频双极化频率选择表面就得以实现。利用周期矩量法设计了几种频率选择表面,仿真和实验结果基本相吻合。     

实现频率步进相控阵雷达宽带宽角扫描的一种方法

相控阵雷达天线在进行宽带宽角扫描时,天线波束会“色散”,使得到的距离像展宽,从而降低了系统分辨率。频率步进信号是常用的合成宽带信号,该信号在各脉冲周期内均是窄带的。因此,频率步进相控阵雷达可以通过脉间配相的方法,解决相控阵天线波束随频率“色散”的问题,使其能够在宽角扫描下合成宽带信号,获得高分辨的目标距离像。该方法具有设备变动小易于实现的优点。