一种宽波束微带贴片天线的实验研究

介绍了一种新型的宽带宽波束相控阵天线单元.对该天线单元,分析了天线各结构参数对天线驻波特性及方向图特性的影响.用HFSS 8.0仿真软件进行了有效的优化,并加工测试了一个单元,给出了测试结果,且与仿真结果吻合较好,验证了该天线单元的宽带及宽波束特性,实测波束宽度在E面和H面都达到110°,天线驻波比小于1.5的相对带宽达到48%.     

一种高增益扇形微带贴片天线的设计

贴片形状是影响微带贴片天线性能的主要因素,通过仿真设计了一种高增益扇形微带贴片天线。扇形微带贴片天线采用同轴馈电方式,通过有限元法对扇形微带贴片天线在不同参数下的性能进行对比研究。仿真结果表明:扇形微带贴片天线的谐振频率、回波损耗等性能参数符合设计要求,天线的回波损耗小于-10d B。通过对比扇形微带贴片天线在不同尺寸下得到的天线增益,可以得出结论扇形微带贴片天线最高增益为9.17d B,比普通微带贴片天线的增益高了约4d B。     

添加覆盖层的宽带微带贴片天线

分析设计了一种添加介质覆盖层的宽带微带贴片天线,该天线为2×4微带阵列天线。在宽带单个单元微带天线的基础上,采用合理的匹配网络,组成宽带微带阵列天线。用IE3D软件进行仿真,并且给出了本天线与一不同匹配网络的2×8阵列天线的结果比较,说明添加覆盖层以及利用合理的匹配网络可增加微带天线的带宽。     

一种方向图可重构微带贴片天线的设计

针对机械控制和电控制存在的天线切换速度慢、复杂度高和成本低等问题,本文主要对一种方向图可重构微带贴片天线进行设计.提出一种具有5种波束指向的方向图可重构贴片天线,该天线由辐射贴片和4个寄生贴片组成,采用同轴线馈电,通过控制地面加载开关,寄生贴片可以在指向器和反射器之间进行切换,从而实现方向图的重构,同时对3种固定状态的...     

阻抗型FSS在阵列天线RCS减缩中的应用

设计了一种环状阻抗型频率选择表面吸波结构,并对其单元的电磁特性进行了详细分析.在此基础上将该阻抗型频率选择表面吸波结构应用于微带阵列天线雷达散射截面的减缩中.阻抗型频率选择表面结构由周期排列的频率选择表面单元组成,每个单元均由3个阻抗环构成,阵列天线为2×2的微带贴片天线阵,并将阻抗性频率选择表面结构排列在阵列天线单元之间.仿真结果表明,该结构可在6~22GHz频段内表现出良好的吸波特性.将其加载于微带阵列天线时,对天线的辐射特性产生的影响较小,且天线的单站雷达散射截面减缩效果明显,最大减缩量可达27dB,实现了宽带、宽角域的天线雷达散射截面减缩.     

一种偶极子背馈的室内三频段微带贴片天线

提出一种新型偶极子背馈的室内三频段微带贴片天线.8片不同尺寸的金属贴片被对称置于一对λ/4平板宽带偶极子前侧的介质基片顶面.偶极子与基片被空气隙隔开,它通过两节平行等宽的λ/4导体条带阻抗变换器与50Ω同轴线相连,通过电磁耦合对贴片馈电.天线覆盖三个主要的移动通信频段CDMA/GSM900(820~975MHz,VSWR≤2.5),GSM1800/DCS/PCS/UMTS(1585~2060 MHz,VSWR≤2),和Bluetooth/WLAN/ISM(2.39~2.502 GHz,VSWR≤2).增益为5~10 dBi,-3 dB波束宽度在E面和H面均不小于60°.另外,该天线还有结构简单和低剖面的优点,适合室内无线通信.     

紧凑型四频微带贴片天线的快速设计

多频天线能满足多功能通信系统共用一个发射天线的需求,符合系统集成化的趋势.本文通过在正方形微带贴片上开槽与增加销钉的方式,提出一款紧凑型四频微带贴片天线,给出了快速设计流程.改变开槽的大小和销钉的位置可以控制各工作频段的中心频率和输入阻抗,并使用商业软件对天线进行了全波仿真.通过仿真和实测得到天线各工作频段的回波损耗S₁₁参数及辐射方向图,验证了设计思路和天线性能参数.该模型的设计对多系统兼容性天线的设计具有一定意义.     

附加延时线的阵列天线模式项RCS减缩优化

减缩天线雷达散射截面时需要保证天线的基本辐射性能,这使得对其带内的雷达散射截面控制变得十分困难.为此,提出了加载不等长延时线的方法来实现阵列天线模式项雷达散射截面的减缩.由于天线模式项散射实质上是天线接收的入射能量经馈电内部不匹配处反射而从天线再次辐射所致,当给阵列单元与馈电网络之间接入一组延时线后,辐射能量只经过这组...     

具覆盖层微带贴片天线的时域有限差分法分析

采用时域有限差分法模拟了具有覆盖层微带贴片天线的瞬态特性 ,为实现含多种介质复杂结构天线的分析应用理想匹配层吸收边界条件和网格共形技术模拟同轴线的馈电 ,求解出与实验结果有极好的吻合的谐振频率 ,并进一步求解辐射方向图 ,讨论了不同介质覆盖和空气隙对微带贴片天线谐振频率和辐射特性的影响 .     

有耗矩形微带贴片雷达截面的全波分析

利用全波分析方法对有耗矩形微带贴片的辐射特性进行了研究，建立了同时考虑介质和贴片损耗的电场积分方程，并推导了此时雷达截面与辐射效率的关系式，结果表明通过改变表面电阻能够有效地降低微带贴片天线的雷达截面。     

利用高阻抗表面缩减天线雷达截面的新方法

针对现有雷达截面(RCS)减缩技术会导致天线辐射性能退化,体积、重量和成本增加,减缩性能受安装精度影响而不稳定的缺点,提出了一种缩减天线RCS的新方法．将高阻抗表面(HIS)与天线制作于介质板的同一表面,使HIS的同相反射相位带隙的频率与天线工作频率重合,通过高阻抗表面与天线的散射场的对消来减小天线的雷达散射截面,从而实现对垂直照射的天线工作频带内的同极化威胁雷达波的隐身．实验结果表明: 在天线工作频带内,其RCS得到了5.3dB以上的减缩,同时,带外RCS亦得到了有效的抑制,S₁₁的-10dB并未展宽,天线间的互耦得到了有效抑制．     

一种RCS计算的新方法

给出了使用矩量法分析微带天线散射的方法,由于引入了附加模基函数,能够较准确地分析探针的作用.提出了使用两种不同负载的天线的散射场求天线接任意负载时天线的散射场的新方法,为快速分析微带天线的散射特性提供了理论基础.数值结果证明了这种方法的有效性.     

利用开槽和短路探针加载减缩微带天线RCS

提出利用开槽和加载短路探针等微带天线小型化技术,降低天线谐振频率,减小天线尺寸,抑制天线结构项散射从而实现天线雷达散射截面(RCS)减缩．在微带天线上应用此方法所得的仿真结果表明,使用该方法后天线工作频带内的RCS可降低4dB左右,而天线的增益下降不到0.4dB,从而保证天线的辐射性能的同时,明显地减小了工作频带内天线的雷达散射截面．     

Application of metamaterial absorber for RCS reduction of slot antenna

An ultra-thin metamaterial absorber with polarization stability, a wide incident angle and no surface ullage layer is proposed and applied to the waveguide slot antenna to reduce its in-band Radar Cross Section(RCS). Theoretical analysis, and simulation and experimental results demonstrate that the absorber can exhibit an absorption of 99％ with thickness of only 0.0057λ, that when applied to the waveguide slot antenna in an optimized distribution, it can reduce the in-band RCS of the antenna for more than 3dB from -21° to +21°, that the largest reduction value exceeds 13dB in the normal direction, and that it can increase the gain by 0.99dB.     

一种新型高增益低雷达散射截面微带天线

设计了一种双屏频率选择表面,由传输线模型和表面电流、电场分布分析了其透波机理,并将其作为微带天线的天线罩;由射线理论和相位相消原理分析了新天线高增益和带内雷达散射截面减缩机理．仿真和实验结果表明:加载天线罩后的天线,在带宽没有受到影响的条件下,天线增益提高了5.49dB,E、H面半功率主瓣宽度分别减小了63°和52°;同时,在2～18GHz范围,天线法线方向带外和带内雷达散射截面减缩均在5dB以上;在-23°～23°范围,天线带内雷达散射截面减缩最大超过20.94dB．     

一种双频超薄吸波结构在微带天线中的应用

设计了一种新型超薄双频带雷达吸波结构,通过提取阻抗参数、分析表面电场和电流分布,阐明了其吸波原理,并将其用于双频带微带天线,减缩天线带内雷达散射截面.结果表明,该结构在两个不同的频段内实现了高效吸波,且吸波效果具有入射角稳定性和极化角不敏感性;加载该吸波结构后,微带天线的辐射性能保持不变,而在天线的工作频率4.29GHz和6.49GHz处,其雷达散射截面分别减缩了8.59dB和9.9dB.实测与仿真结果相吻合,表明该结构能够有效应用于双频带天线的带内隐身.     

一种宽带低散射印刷振子天线阵列

设计了一种新型的微带印刷振子天线阵列．为了增加天线的带宽,使用一种新型的平面光子带隙(PBG)结构镶嵌在天线表面．通过优化PBG结构单元的尺寸,可以使电压驻波比(VSWR)小于1.5的频率带宽达到56.7％,而传统天线的带宽仅有36％．并且将一种新型的频率选择表面(FSS)作为天线的反射地板,降低了整个阵列天线的雷达散射截面．     

一种采用可重构极化旋转表面的天线RCS减缩方法

针对天线的雷达截面减缩问题,提出了一种基于二极管控制的棋盘式分布可重构极化旋转表面,并将其用于准八木天线的雷达截面分时减缩方法．该方法考虑将可重构技术应用于极化旋转表面设计中,将可重构极化旋转表面用于置换准八木天线的金属反射板中,使得极化旋转表面反射板可以在金属特性反射板以及低雷达截面反射板之间相互切换．当二极管导通时,天线处于工作状态,可重构极化旋转表面反射板可当做一般金属板使用,则能够最大程度保留天线的辐射特性;当二极管截断时,天线处于非工作状态,可重构极化旋转表面反射板处于低雷达截面特性,可最大程度降低天线的带内雷达截面．仿真及实测结果表明,在工作状态时,天线的辐射特性几乎未发生变化;在非工作状态时,使用可重构极化旋转表面反射板,天线的单站雷达截面最大减缩量可达25dB以上,减缩角域可达-20°≤θ≤+20°．该方法可在保证准八木天线辐射特性的基础上最大程度地降低天线的雷达截面．     

一体化雷达散射截面计算方法研究

针对传统RCS分析中，目标建模与RCS计算的分立状态，提出了一种一体化计算方法。将RCS图形算法集成到CAD造型软件中，为目标外形设计和RCS分析提供了一个完整的解决方案。计算实例说明，这种方法不但能够满足精度要求，而且可以极大地简化前处理工作，提高目标设计的总体效率。