一种用于无线电高空测候器的谐振式四臂螺旋天线的设计

在卫星通信和定位设备中,为了迅速完成定位和通信功能,一般要求天线具有较大的波瓣宽度和较好的低仰角增益。设计了一种谐振式四臂螺旋天线,采用等幅馈电、相位依次相差90°的方案,实现了宽波束和圆极化,天线在上半空间的增益分布十分均匀。最后采用有限元方法对其辐射特性进行分析,计算结果与测试数据的一致性好。     

一种新型双频宽波束四臂螺旋天线的设计

根据移动卫星通信和卫星导航定位中对天线宽波束、圆极化和低仰角增益等要求,设计了一种新型的双频四臂螺旋天线,通过将工作于不同频段的两副结构类似的天线以内外共轴的方式形成一个整体来实现双频工作。天线通过开槽线巴伦实现平衡馈电,利用四臂螺旋自身的结构特点构造了90°自相移结构,获得了较好的宽波束圆极化特性。测试结果表明。实测和仿真结果基本一致,天线在两个频段都实现了较好的宽波束圆极化特性。     

谐振式四臂螺旋天线设计方法的研究

介绍了一种用于卫星移动通信的新型谐振式四臂螺旋天线,谐振式四臂螺旋天线由于其结构简单、不需要参考地面、在低仰角处增益仍满足要求等特点在卫星通信中得到广泛的应用。从工程角度出发给出了这种天线的快速设计方法。设计出一种谐振式四臂螺旋天线并进行了测试,计算结果与测试结果具有良好的一致性。     

宽波束四臂螺旋天线的设计

针对卫星通信中天线方向图的圆极化宽波束需求,给出了一种四臂螺旋天线的设计方法。通过无限巴伦实现平衡馈电,并利用四臂螺旋自身的结构特点构造了90°自相移结构,获得了较好的圆极化特性。采用Ansoft HFSS软件进行仿真及优化设计,加工了两种尺寸的天线实物,测试结果表明,实测和仿真结果较一致,两副天线的3dB波束宽度分别达到124°和180°。     

四臂螺旋天线设计与实现研究

文章介绍了四臂螺旋天线的结构特性和几何尺寸、螺旋模式;设计了一种小型四臂螺旋天线,采用巴伦平衡结构的自相移馈电方式馈电,将螺旋臂印刷在高介电常数陶瓷柱上,减小了天线的体积,通过仿真分析,该种天线具有良好的宽波束和圆极化特性。     

一种可调式自相移印制四臂螺旋天线

船载海事卫星(INMARSAT)通信天线波束宽度较窄,且在风浪下船体摇晃难以与低仰角处卫星进行通信。提出一种带有开槽巴伦的可调式自相移四臂螺旋天线,避免了馈电网络造成的横向面积过大等问题。天线长振子臂长度可微调,结合调整开槽巴伦上的移动环,可以局部改变天线通信频带。通过基于有限元算法的HFSS仿真和实验,得出该天线具有宽波束特性,3 dB 波瓣宽度约为165°。另外,可以实现左右圆极化互相转换,在较宽的角度下,天线轴比低于6 dB。该天线既可以作为海事卫星通信天线,又可以作为北斗、GPS 导航天线和测浪高所用的左旋圆极化天线。     

一种新型高增益小型化四臂螺旋天线

针对卫星通信、卫星导航设备中四臂螺旋天线低仰角增益低、馈电网络尺寸不能满足安装要求的问题,设计了一种新型四臂螺旋天线,采用折叠式威尔金森(Wilkinson)移相馈电网络馈电,采用类八臂渐变式螺旋臂的方法提升天线低仰角增益。天线仿真和测试结果吻合良好,结果显示,在±60°~±90°低仰角范围内天线增益提高了1~2 dB,天线轴比保持在2以内,馈电网络高度降低了1.5 cm。该四臂螺旋天线具有低仰角高增益、圆极化特性良好、尺寸小等特点。     

具有紧凑馈电网络的宽带四臂螺旋天线

传统的自相移馈电四臂螺旋天线(QHA)由于最小回波损耗频点和最小轴比频点不在一个频率上,因此,难以在较宽的频带内同时满足良好的阻抗匹配和圆极化特性.虽然采用功分相移网络馈电可以解决上述问题,但是馈电网络尺寸普遍较大,难以应用于手持机上.本文提出了一种底部带有紧凑的功分相移馈电网络的四臂螺旋天线,可以在宽频带内实现四个输出端功率平衡输出,相位两两相差90度.所提出的馈电网络使得四臂螺旋天线既可以实现宽带圆极化辐射,又具有小尺寸,非常适合GPS、北斗移动手持设备的应用需求.     

小型化宽带宽波束四臂螺旋天线

文章提出一种应用于卫星移动通信系统的小型化宽带宽波束印刷四臂螺旋天线结构,每组辐射振子分成两个支路,分别以不同的长度、宽度和螺旋角度绕制以减少振子间的耦合、提高带宽。该天线的宽频带、宽波束能适用于卫星通信手持终端系统的应用。     

微带贴片天线与印刷四臂螺旋天线的组合应用

采用微带贴片天线与印刷四臂螺旋天线相组合的方式,完成铱星通信和北斗定位通信的功能,通过特殊机械结构的设计,实现二者电气性能的互补优化。     

小型化介质加载方形四臂螺旋天线

本文采用了新的介质加载方法来设计卫星定位系统中手持机的天线。与传统的空心四臂螺旋天线相比,介质加载四臂螺旋天线的体积大大缩小,只有8mm*8mm*18mm,仿真结果表明,介质加载天线的增益为1.2dB,左右旋极化隔离度达到29dB,3dB轴比波束宽度为127度,前后比小于27.3dB。实测的设计频点处的回波损耗仅为-23.3dB,亦即驻波比VSW R=1.147。     

18m天线的CAE技术应用

以18m天线为例,介绍了利用MSC.Patran/Nastran有限元分析软件进行数字化建模的过程,给出了天线载荷的计算方法,并根据系统仿真给出的分析结果,论证了设计方案的可行性。介绍了利用Pro/E软件进行3D实体建模,根据其参数式设计概念和全相关性进行结构设计的过程。阐述了CAE软件将在天线结构设计中发挥的重要作用。     

有孔圆柱介质谐振频率的自动测试方法

从求解Maxwell方程本征值出发,采用MATLAB中PDE工具箱,借助可二维作图的开槽圆柱谐振器,计算出有孔圆柱介质谐振器的谐振频率。求解结果与矢量网络分析仪测量结果吻合,误差在千分之四以内。且该有限元法计算软件采用MATLAB编写,可方便地被调用于矢量网络分析仪的VEE测试软件中,较好解决有孔及变形圆柱介质谐振器的设计、测量和微调等问题,特别是矢量网络分析仪的快速自动测量中。     

一种基于缝隙天线阻抗的带缝腔体谐振频率计算方法

电磁波经缝隙进入机箱腔体后,会在某些频率点形成驻波而发生电磁谐振,导致腔体屏蔽效能急剧下降.为快速准确预测谐振频率以指导屏蔽腔体设计,本文基于缝隙天线阻抗理论提出一种带缝腔体谐振频率的计算方法.将电磁场用自由空间和腔体格林函数表示,根据缝隙处的边界条件建立等效磁流源的积分方程.通过矩量法求解积分方程,计算出腔体输入阻抗.根据谐振发生时电抗为零或电阻最小,可从频率-阻抗曲线获得谐振频率.本文方法不仅能预测缝隙谐振和低阶模式腔体谐振,还能预测出高阶谐振.与实验和CST仿真结果对比验证了本文方法的准确性及快速性.最后用本文方法分析了腔体和缝隙尺寸以及缝隙位置对谐振频率的影响.     

一种环绕光子晶体的微带贴片天线分析

采用有限元法模拟了一种环绕光子晶体的微带贴片天线,求解出与理论结果有极好吻合的谐振频率,并进一步求解辐射方向图,并与常规微带贴片天线相比较证实了这种贴片天线能够抑制表面波,提高辐射增益。     

阵列天线在超宽带通信系统中的应用研究

本文介绍了时跳-脉冲位置调制(TH-PPM)超宽带信号形式的信号结构,并分析了高斯脉冲波形及其自相关函数的时域特性.给出了一个阵列天线模型,定义并仿真计算了阵列天线的峰值幅度方向图,结果表明,阵元数目越多,阵列波束宽度越窄;同时,提出了二分搜索波束形成算法并进行了仿真,仿真结果表明,该波束形成算法收敛速度快,收敛步数在1~15步之间,能实时调整阵列的主波束方向对准来波的方位,得到信号的最佳接收.     

协同计算在机载阵列天线分析中的应用

在机载阵列天线的分析过程中,采用单一种类的电磁算法通常难以对之高效求解。为了快速准确分析此类复杂电大目标的辐射和散射问题,基于区域分解的思想建立了一种多算法协同计算的统一架构。将复杂电磁问题划分为多个子区域,对于问题的不同子区域可以根据该区域内的材料、结构、馈源等特征来选择适合的数值方法进行计算。该协同计算框架将不同种类的算法隔离开来,不同区域之间统一采用等效面上的近场交换区域间的耦合作用,提高了算法协同的灵便性。各子区域内部可以采用并行计算、核外存储等技术来加快计算的过程,提高求解问题的规模。数值计算结果验证了该方法的有效性,同时采用并行核外高阶、低阶矩量法及多层快速多极子混合方法高效解决了机载微带天线阵的辐射特性分析问题。