77 GHz汽车角雷达宽波束平坦增益阵列天线设计

设计了一款基于波束赋形技术的宽波束、平坦增益平面阵列天线,用于汽车角雷达系统.该阵列天线由三个1×10串馈线阵组成,串馈线阵采用单元不等间距分布的Dolph-Chebyshev天线综合法进行设计以降低副瓣.为了满足汽车角雷达宽视场角(field of view,FOV)的需求,对平面阵列天线采用波束赋形技术以展宽方位面...     

X波段水平极化串馈微带天线设计

设计了一种用于连续波雷达的X波段水平极化阵列微带天线,天线阵列由中心馈电的微带贴片单元组成。采用行波串馈的形式,通过在天线两侧安装两块金属板,压窄了俯仰面的波束宽度,提高了收发天线隔离度。实测结果与仿真结果一致性比较好,在9.3～9.4 GHz的工作带宽范围内,驻波比小于1.35,副瓣低于-22 dB,收发天线隔离度大于60 dB。     

基于双基线比相测角的收发阵列天线设计

根据双基线比相测角的原理,规划出一条短基线与一条较长基线,经过仿真优化确定出三个接收天线之间的间距,最终设计出一款应用于24 GHz汽车防撞雷达且结构较为紧凑的一发三收的微带阵列天线。采用该收发天线进行测角,既可保证最大无模糊测角的范围,也可提高测角的精度。通过采用基于道尔夫-切比雪夫算法加权的串并联混合馈电网络,使该收发天线实现了高增益、低副瓣的特性。最终,对该一发三收天线进行了实物加工。根据实测结果可知:在中心频率24. 125 GHz处,该10×4 元发射天线与10×2 元接收天线的增益分别为23. 1 dB与19. 3 dB,方位面副瓣电平均小于-20 dB,并且方位面3 dB波束宽度均为8. 4°,满足设计需求。     

基于罗特曼透镜的宽带多波束天线系统

宽带多波束天线系统广泛应用于电子侦察领域。为了实现宽带、宽角扫描,波束形成网络需采用实时延时单元。针对这一需求,介绍了一个由宽带天线阵列、射频前端和罗特曼透镜等组成的宽带多波束天线系统,详细描述了系统的组成及工作原理、单元设计、副瓣电平仿真、校正和测试。测试结果表明,系统能够实现多波束的小角度扫描,减小扫描波束的灵敏度损失;在8~12GHz频率范围、±27°方位覆盖范围内,多波束的峰值副瓣电平达到-20dB。应用结果表明该系统具有较强的空域抗干扰能力。     

数字阵列天气雷达低副瓣天线设计

为天气雷达设计一维相扫相控阵天线,方位面副瓣低于-30 d B,波束宽度小于1°,俯仰面接收副瓣低于-40 d B。方位面波束采用窄边波导裂缝阵列天线实现,采用全数字T/R组件精确控制幅度和相位,实现低于-40 d B的俯仰面接收副瓣。测试结果表明,副瓣电平与波束宽度指标与理论值吻合较好,满足指标要求。     

宽频带宽角域扫描的圆极化相控线阵设计

针对传统相控阵工作频带窄、圆极化波束扫描角度小的问题,设计了一款宽波束天线单元以及1×6相控线阵。采用叠层贴片技术展宽天线的阻抗带宽,设计新型的三维地结构拓展天线的波束宽度,利用介质匹配层技术改善天线在低仰角区域的阻抗匹配,并通过双点馈电实现圆极化辐射。仿真与实测结果表明,天线单元的3 dB波束宽度在4.3~5.6 GHz的频带内均大于115°。天线阵列在4.5~5.3 GHz的频带内,主波束的最大扫描范围为-57°~58.5°,其3 dB波束覆盖范围达到185°,在主波束的扫描范围内轴比小于6 dB,具有良好的宽频带宽角域的圆极化扫描特性,在卫星通信、移动基站等领域有广阔的应用前景。     

一种赋形波束高增益微带天线

对于X波段垂直半全向天线,用传统的振子型天线实现较为困难,分析了一种用两片矩形微带串馈单元组合而成的阵列天线的阻抗和辐射特性,通过优化设计两单元天线的夹角和间距,实现了H面180°的宽波束设计,且在波束范围内的电平变化小于3dB,垂直方向3个单元串馈后得到天线的增益达10dBi。天线结构简单,性能良好,实际的实验结果和理论计算吻合较好。     

一种Ku波段混合馈电频扫天线阵设计

研制了一种俯仰向波束固定,方位向频扫的Ku波段频扫平面天线阵.采用双层微带结构获得带宽约18%的宽带微带贴片天线作为阵列单元.天线阵俯仰向采用微带功分器及该种天线单元组成线阵.方位向为实现波束较大范围的频扫能力, 并提高天线阵的工作效率采用波导慢波线缝隙与线阵微带线电磁耦合结构进行馈电.在采用HFSS软件完成仿真设计的基础上,加工并测试了一套12×40规模的天线阵,结果表明该天线阵在工作频段内驻波比优于1.5,波束扫描范围大于80, 副瓣电平优于-20 dB,除中心频点外,增益大于26.5 dB.     

用于移动卫星系统的宽波束双频微带天线

设计了一种新型的宽波束双频双圆极化层叠结构微带介质天线,该天线可发射L波段的左旋圆极化信号,接收S波段的右旋圆极化信号。天线通过展宽上下2层微带贴片的介质衬底,从而增大天线的波束宽度,3 dB波束宽度可达到160°以上。同时采用4馈点馈电的层叠结构,使用2个3 dB宽带电桥分别对上下2层贴片进行馈电,实现圆极化的同时也大大提高了效率,而且通过调节馈电的位置可以很容易的实现匹配,实验结果表明,该天线具有较好的收发隔离度,非常宽的3 dB波束宽度,而且在波束范围内都有很好的圆极化特性。     

一种新型混合馈电24GHz车载雷达阵列天线设计

针对阵列天线馈电网络比较复杂的问题,设计了一款24 GHz新型串并馈结合的微带天线阵,并进行了理论研究和仿真测试。该天线阵采用了串并联混合馈电网络,天线子阵和馈电网络的电流分布均采用了切比雪夫分布,有效抑制了旁瓣电平。同时将馈电网络与串馈天线子阵直接连接在一起,达到了小型化的目的,并减小了馈电网络的损耗。仿真结果表明:天线阵的增益可达到21.7 dBi,在中心频率24.1 GHz附近,E面和H面的副瓣电平分别为-20.3 dB 和-26.2 dB。该天线阵体积小,性能可靠,可用于24 GHz汽车防撞雷达。     

一种新型桥式复合结构的高增益宽波束微带天线

针对高速移动通信系统中天线的需求,提出了一种桥式复合介质板结构,设计了一款高增益、宽波束、小型化微带天线。仿真和实测结果表明,该天线在2.36~2.56 GHz(8.1%)的带宽内驻波小于2,增益为7.1 dBi,3 dB波束宽度为80°×90°(E面×H面),尺寸仅0.45λ0×0.45λ0×0.07λ0(λ0为工作频带的中心频点波长),且具有结构简单的特性,适用于机载、车载等高速移动通信系统以及雷达、卫星等移动通信系统,也可作为垂直极化高增益全向天线阵列的阵子单元。     

应用于24GHz物位雷达的微带阵列天线设计

为了提高24 GHz物位雷达系统的精度和抗干扰能力,设计并制作了一款高增益、低副瓣、易集成的微带阵列天线。为了抑制天线的副瓣电平,该天线各阵元间的电流采用同相不等幅分布设计;同时,采用两种不同馈线的单元和串并联混合馈电网络,降低了馈电网络的设计难度。实测结果表明,该阵列天线的带宽为690 MHz(23.77~24.46 GHz),最大增益达到20.1 dBi,E面和H面的副瓣电平分别为-20.7 dB和-19.3 dB。该阵列天线结构紧凑、可靠性高,可用于24 GHz物位雷达系统。     

W波段45°线极化天线阵设计

提出了一种带反射相消单元的W波段45度线极化微带贴片天线阵列.单列串馈天线阵采用泰勒加权结合反射相消单元实现了25dB的旁瓣抑制,通过添加贴边矩形槽改善了主瓣内的交叉极化.一阶十路功分器通过T型结取代一般的四分之一波长匹配段实现4.5倍的不等功分比.仿真与实测结果表明：组阵后的天线工作在75.7GHz~77.6GHz,水平和垂直方位3dB波束宽度可覆盖正负45度,该宽度内交叉极化比均高于18dB.天线增益达24dB,旁瓣抑制度达20dB.该天线形式可用于汽车防撞雷达并提高其抗干扰能力.     

八木微带天线的设计与研究

对八木微带天线进行了研究。仿真设计一种宽带宽波束圆极化八木微带天线,在中心频率上实现了波束由侧射向端射偏转26°,频率带宽达800MHz,0dB主波束宽度为110°;采用Wilkinson微带功分器产生两路幅度相等相位相差90°信号对天线进行馈电,实现了圆极化。同时研究了在设计天线中参数对于八木微带天线主波束偏转角度的影响,得出了偏转角度随各参数变化的一般规律。     

A high aperture efficiency, wide-angle scanning offset reflectorantenna

A unique single offset reflector antenna has been designed which provides as much as ±30° of scanning in azimuth while maintaining a much higher aperture efficiency than a torus antenna. Like a torus antenna, different portions of the reflector are illuminated for each scanned beam. The reflector profile curve in the plane of scan is found by least squares to minimize the error for the beams with the greatest scan angle, and then polynomial terms of up to sixth order which minimize nonplanar phase errors are added to produce a three-dimensional reflector surface. Numerical simulation indicates very good results for all 0.5° beams in the ±30° azimuth field of view, with peak gain no more than 0.3 dB below ideal and highest side-lobe levels no worse than 13.3 dB below the peak gain. Additionally, comparable performance can be extended to the elevation plane out to 15°/-30°, although full azimuth performance becomes compromised at extreme elevation scan angles. By using an offset design, there is no blockage of the outgoing beam by the feed array assembly for azimuth scanning. With better feed performance than comparably sized paraboloids, and being more compact than similar torus reflectors, this novel antenna should find numerous uses in spacecraft and terrestrial applications     

用于空间功率合成的线阵馈电焦散抛物曲面天线

提出了一种用于空间功率合成的焦散抛物曲面天线,该反射面天线是由xoz平面的一条抛物线沿着yoz平面上的另一条抛物线正交扫描所形成的,天线用8单元E面喇叭线阵进行偏馈。研究了天线的反射面结构参数对天线性能的影响以及横向偏焦电扫描特性,给出了不同辐射方向下阵列的相位配置公式。仿真和实验结果表明:提出的方案可以在给定方向合成高增益波束,与同样线阵馈电的抛物柱面天线相比,H面3dB波束宽度从8.2°下降到了5°,天线增益提高了2.2dB.