基于基片集成波导馈电的Ka波段渐变缝隙天线设计

在被动毫米波 (PMMW) 成像焦平面阵列 (FPA) 馈源的天线中,直线渐变缝隙天线 (LTSA) 相对于传统的喇叭天线、介质棒天线具有其独特的优势。该文优化设计了一种新型的对跖直线渐变缝隙天线 (ALTSA),通过加载超材料结构使天线的增益得到了改善,天线采用基片集成波导 (SIW) 技术进行馈电。通过仿真与测试分析,该天线在较宽的频带内具有良好的阻抗特性、较低的副瓣电平及较高且平稳的增益,所设计的天线具有较小的口径宽度,在焦平面中易于组成较为密集的馈源阵列,以提高被动毫米波成像的空间分辨率。

     

Ka频段介质棒天线优化设计

作为毫米波成像系统焦平面阵列馈源的天线中,介质棒天线相对于传统波导、喇叭天线和渐变缝隙天线具有一些重要的优势。通过对介质棒天线的理论分析、仿真和实测,提出了一种新型结构的介质棒天线,研究了影响其特性的各种结构参数,对其进行了优化设计。该天线可通过增加长度而非横截面来提高天线增益,在较宽频带内具有较低的回波损耗,平稳的增益,较低的副瓣电平、互耦和交叉极化电平,易于排成紧密的馈源阵列,以更低的溢出损耗实现对透镜或反射面天线的有效照射。     

被动毫米波焦面阵成像技术

以安全检查为背景,研究了近距离被动毫米波焦面阵成像的关键技术.其中包括采用基模高斯波束法结合几何光学法分析系统准光路;设计多波束宽角扫描透镜天线;提出一种新型结构的介质棒天线,该天线易于排成紧密阵列且能够为透镜提供良好的照射;研制工作于Ka频段的高灵敏度、小型化直接检波式辐射计等.给出了20通道被动毫米波焦面阵成像系统...     

被动毫米波成像技术

综述了被动毫米波成像技术发展动态，并对焦平面阵列和干涉仪合成阵列两种先进的成像体制进行了原理和系统分析，介绍了一种新型的８ｍｍ数字式干涉仪阵列辐射计系统设计方案，还讨论了这一技术的应用前景     

一种融合干涉测量的被动毫米波焦平面成像方法

针对被动毫米波焦平面阵列中相邻馈源波束存在的重叠区域,采用相关的方法对相邻馈源的输出进行相关接收,产生了新的像素信息,提出了一种融合干涉测量的焦平面成像方法.该方法将相干和非相干技术进行有效融合,增加了被动毫米波多波束成像像素的数量,提高了成像分辨率.理论分析和仿真实验都表明该方法是有效的.     

基于均匀介质球透镜的二维扫描天线

在球透镜仅实现一维扫描的基础上,通过在另一维上平行放置多层馈源的方式,实现了二维同时扫描。基于坐标变换和GO/PO方法推导了馈源偏移量和波束指向角之间的关系式。该天线由一个均匀介质球透镜和多层平面馈源天线组成。通过同一层上的TSA(渐变缝隙天线)单元之间的切换实现水平面的扫描,而通过不同层上TSA单元之间的切换实现垂直面的扫描。作为在毫米波段的一个应用,研制了一个Ka波段用8×2的TSA单元阵馈电的天线实物。实测结果表明它可以在水平面和垂直面分别达到128°和30°的覆盖。     

W 波段焦面阵成像Teflon 衍射微透镜阵列研究

提出并设计了一种应用于W波段焦面阵成像的新型二元Teflon衍射微透镜阵列。新型衍射微透镜阵列仅有两个台阶,与传统折射微透镜阵列相比,大幅度地降低了加工制作的难度。用几何光学、物理光学及FDTD相结合的混合数值方法分析计算了物镜焦区场与微透镜阵列的耦合特性,混合数值分析方法的正确性通过相关实验得到了验证。研究表明,衍射微透镜阵列可具有良好的成像性能。     

W波段16元完全采样焦平面线性阵列天线设计

针对毫米波焦平面阵列被动成像应用,设计了频率为84GHz~94GHz的16元焦平面线性阵列天线。聚焦天线采用500mm口径的旋转抛物面以获得0.47°角分辨率,16馈源排成4×4阵列,相邻列馈源中心位置在垂直方向交错排列,这样不改变馈源排列密度而提高对场景采样密度1倍。采用电流分布法对馈源阵列参数进行优化设计,实测方向图表明天线阵在垂直方向（E面）采样密度满足Nyquist完全采样要求。将天线应用于成像系统中进行成像实验,结果表明天线沿水平方向扫描一次后,即可获得场景成像二维完全采样数据,成像耗时比传统扫描方式减少1倍。     

W波段16元完全采样焦平面线性阵列天线设计

针对毫米波被动成像应用,设计了工作频率为84 ～ 94 GHz的16阵元焦平面阵列天线.聚焦天线采用500 mm口径的旋转抛物面以获得0.47°角分辨率;16馈源排成4×4阵列,相邻列馈源在垂直方向交错排列,使天线在垂直方向采样波束密度增加一倍,满足Nyquist采样要求;采用电流分布法并利用MATLAB编程计算馈源偏焦时天线辐射场分布,对馈源阵列排列参数进行优化设计.成像实验结果表明,天线沿水平方向扫描一次即可获得场景成像二维完全采样数据,成像耗时比传统扫描采样方式减少一倍.     

Ka波段毫米波综合孔径辐射计成像研究

华中科技大学电磁场与微波技术中心已经设计并研制出一套工作于Ka波段的16阵元一维毫米波综合孔径辐射成像系统HUST-ASR,样机采用了最小冗余稀疏直线阵列以及先进的数字相关技术。阵列幅相误差对综合孔径辐射计成像会产生严重影响,文中提出一种不增加系统硬件复杂度、易于实现的单外部辅助源校正方法,给出在辐射计低信噪比条件下的校正算法,并进行了成像试验验证。试验结果表明,该校正方法能够有效校正毫米波综合孔径辐射计的幅相误差,经过校正后的成像系统对自然场景实现了非常清晰的毫米波综合孔径亮温图像,空间分辨率达到0.64°,证明该系统具有良好的成像性能。     

Ka频段阵列天线的去耦结构设计

设计了一种应用于Ka频段的新型去耦结构,分析该结构去耦效果.通过建立"d"形共面紧凑型电磁带隙(UC-EBG)结构的等效电路模型,化简分析得到其带阻滤波特性.基于保角变换和椭圆积分计算去耦结构的分布参数,等效电路仿真结果与去耦结构仿真相一致.将该去耦结构用于阵列天线,提高了阵元间的隔离度,降低了阵元互耦效应.     

高增益Ka波段EBG天线阵列的设计

电磁带隙(EBG)天线是一种可以提高天线辐射口径及增益的新型天线,以FSS作为EBG反射面,角锥喇叭作为辐射源,设计了一种可以工作在29.7³0.2 GHz,最大增益为23 dB的EBG天线,并对7个喇叭阵列进行了仿真分析,证明了该种EBG天线具有良好的工作性能,可以作为小型化单口径反射面多波束天线的辐射源,用于减小通信卫星的重量。     

Ka/Ku频段多波束天线研究

文章主要介绍Ka/Ku频段复合多波束天线,采用模拟多波束体制,通过4组移相器分别控制4个独立波束,实现4个波束实时跟踪卫星。实验证明,通过混合布阵减小天线尺寸,可在较小的空间内实现双频段。     

Ku、Ka频段龙伯透镜馈源阵列技术研究

针对卫星通信中龙伯透镜天线不同频段的馈源并排放置导致最大波束指向的偏移,无法实现多频段馈源上、下行跟踪同一颗卫星,提出了馈源阵列馈电的方法。通过辐射口面采用介质杆天线取代喇叭以改进馈源,此方法减小了馈源的阵间距,利于馈源组阵。结果表明:利用馈源组阵技术可以解决波束偏焦问题,实现多频段收发同一颗卫星的目的,同时也分析了阵列馈源馈电对天线增益和效率的影响。     

Ka波段单片压控振荡器的设计

基于0.25μm GaAs pHEMT工艺设计了Ka波段单片压控振荡器,该压控振荡器采用源极正反馈结构,变容管采用源极和漏极接地的pHEMT管。通过优化输出匹配网络和谐振网络以改善输出功率和相位噪声性能,使用蒙特卡洛成品率分析对本设计的成品率进行分析和改进。版图仿真结果显示:芯片输出频率为24.6²6.3 GHz,输出功率为(10±1)dBm,谐波抑制大于19 dB,芯片尺寸为1.5 mm×1 mm。     

Ka波段AlGaN/GaN HEMT的研制

为了提高AlGaN/GaN HEMT的频率,采用了缩小源漏间距、优化栅结构和外围结构等措施设计了器件结构,并基于国内的GaN外延片和工艺完成了器件制备.测试表明所研制的AlGaN/GaN HEMT可以满足Ka波段应用.其中2×75μm栅宽AlGaN/GaN HEMT在30V漏压下的截止频率为32GHz,最大振荡频率为1...     

Ka频段八波束接收组件的设计与实现

介绍了一种Ka频段八波束接收组件的设计方法和关键技术。为实现八波束及1.6 GHz瞬时带宽的要求,在接收组件中集成了实时延时芯片,并提出了射频组件三维垂直互联与射频信号交叉传输的方法,同时采用多芯片组装技术、多功能芯片技术等高密度集成方法实现组件装配。研制的接收组件具有高集成度,噪声系数等关键指标在10 dB的数控衰减下小于3.5 dB,较传统组件在尺寸、质量及波束数量上具有较大优势。     

一种被动式焦平面太赫兹成像系统设计及仿真

为解决现有传统人体安检的弊端,采用太赫兹波成像系统设计方法,设计了一种远距离高分辨的被动式焦平面太赫兹成像系统.系统由太赫兹探测器、准光系统、扫描结构组成,工作频率为110 GHz,物距为6 m,视场大小为2.0 m×0.8 m,分辨力为2.5 cm.在GRASP软件上仿真并通过实验验证,该系统可以实现乘客在无接触、不...     

S/X/Ka三频段天线电轴不一致性对天线性能的影响

为满足测量船未来深空探测测控任务的需求,设计了三频段合用的波束波导天线。通过计算各频段在4种情况下的波束不一致及增益损失,分析了多频同时工作时电轴不一致对天线性能的影响,提出了天线尽量跟踪在高频段的使用建议,对实际应用具有极大意义。