平面相控阵天线极限扫描空域分析

基于平面相控阵天线单元间距由设定的扫描空域中不出现栅瓣条件确定，分析了在选定矩形栅格和三角形栅格的阵列单元间距后，平面相控阵天线的极限扫描空域，揭示了相控阵天线尚未被充分利用的扫描资源。     

宽角域扫描及多波束反射面天线

本文介绍导轴旋转抛物面天线。这种天线可在锥面或平面上实现宽角域扫描或形成多波束。本文研究选择参数和利用补偿副反射面消减乃至消除各波束的慧形象差的方法。     

舰载多波束测向天线系统的热设计

介绍舰载多波束测向天线系统的热设计问题,根据海用环境条件和具体装载要求以及天线系统本身的结构特点,选择散热方式和途径,提出一种新颖的散热结构形式,并对其进行了详细的热分析计算。经过实验室联试,散热效果是令人满意的。     

自旋转波束扫描平板天线

本文介绍了一种基于辐射栅条自旋转实现空间波束扫描的平板天线技术,对其空间波束形成原理进行了理论分析,并在HFSS软件下开展了三维建模仿真研究。数值仿真结果表明：所设计的12阶栅条圆盘平板天线,在X工作波段中心频率10GHz处,天线辐射效率达40%,空间波束扫描范围依55o。最终加工实物样机对计算结果进行了初步实验验证。     

阵列天线的波束扫描与衰减特性

由电磁场理论给出了线元天线阵列波束扫描的解析公式，并由该解析公式得到阵列天线波束扫描的数字结果，然后用光栅方程对所得数字结果作了理论分析，得到以下结论：(1)阵列天线扫描问题可以由光栅方程进行简洁分析；(2)波束能量极大值与阵列天线元数目的四次方成正比；(3)通过适当馈电时间延迟，可以控制波束扫描范围；(4)扫描的角范围依赖所给的半角度宽度要求。     

基于连续横向枝节的波束扫描天线研究进展

近年来空天地技术飞速发展,大量不同轨道卫星与地面各种移动载体的实时高质量无线通信要求天线具有波束扫描性能,且易共形、重量轻、成本低、功耗小。与反射面和相控阵天线相比,基于平行板波导(Parallel Plate Waveguide, PPW)的连续横向枝节(Continuous Transverse Stub, CTS)天线较易于满足诸多要求。文章首先阐述了CTS天线及其扫描工作原理;然后对机扫和频扫天线的研究进展分别做了分析和总结,实现俯仰面机扫的方法有三种:移动馈源、可变倾角CTS 天线和旋转加载在CTS 天线上方的相移超表面。同时,整体旋转天线阵列还可进行方位面扫描,即实现二维机械扫描。最后指出CTS 波束扫描天线所面临的问题、挑战和下一步研究方向。     

采用高增益塔康天线构建战术导航网

通过对塔康导航系统作用距离的估算,得出提高塔康导航系统作用距离的有效措施是提高塔康系统地面信标天线的增益,建议塔康地面信标采用高增益塔康天线构建战术导航网络。     

增强型塔康信标天线

塔康信标天线直接影响塔康系统的作用距离和测位精度。现有塔康信标天线存在调制电路损耗与调制方向图衰减等固有特性,造成地面设备需求的发射功率大,并且覆盖距离内往往存在无法测距的“零陷区”。本文提出应用收、发波束分离原理的两种增强型塔康天线概念,可望有效改善或解决这些问题。     

一维超宽带阵列天线时域波束扫描分析

宽带雷达作为一种新体制雷达,具有优越的反隐身能力、强的抗干扰能力、极高的距离分辨率等诸多优点.相对于传统相控阵雷达,超宽带雷达采用实时延时技术替代传统的移相器进行波束控制.该文章基于超宽带雷达相关理论进行了时域超宽带阵列天线波束扫描研究.采用对拓维瓦尔迪天线设计了四单元均匀直线超宽带阵列并进行了时域仿真及实验测试.结果表明,该阵列在X-Z平面可以实现±40°的波束扫描.阵列规模由天线单元间距决定,通过精确仿真分析天线单元间距使波束合成效果达到最优化.阵列的峰峰值方向图仿真验证了时域波束扫描理论是可行的,同时论证了实时延时技术可以被集成到时域雷达中以实现实时扫描.     

线元天线阵列波束扫描研究

由电磁场理论给出了平面线元天线阵列辐射的瞬态电磁脉冲沿径向坡印亭矢量时间积分的解析解及数值解结果,并利用物理光学理论对所得结果作了对比分析,得到结论:(1)线元天线阵列辐射问题可以简洁地由光栅方程求解;(2)被约束波束的坡印亭矢量时间积分的最大值与阵元数目的平方成正比;(3)保持同一列辐射器元馈电同步,而沿行方向依次作适当馈电时间延迟,可有效将波束控制在预期的很小角域内;(4)保持扫描的半角宽度,线元天线阵列有确定的波束扫描角范围。     

用于UHF频段的RFID波束扫描阵列天线设计

为了扩大射频识别系统阅读范围和提高识别效率,设计了一款应用于多标签高效读取的射频识别( RFID)波束扫描阵列天线。采用空气层结构设计出增益值为6 dBi的圆极化天线阵元并组成2×2平面天线阵,使用开关线型移相器与威尔金森(Wilkinson)功分器设计出天线馈电网络,并使用现场可编程门阵列(FPGA)模块控制阵元间相位变化,实现波束30°偏转。整体模型尺寸为350.0 mm×350.0 mm×5.7 mm,分别使用微波暗室、射频网络分析仪以及连接RFID阅读器测试,表明天线实现了4个方向波束偏转以及识别多个标签。     

舰用短波宽带鞭状天线研究

设计了一副双加载舰用短波宽带7m鞭状天线,建立了矩量法仿真模型,利用遗传算法优化了加载位置、加载网络参数和匹配网络参数,计算了天线的电压驻波比、增益和方向图.实际制作了一副天线并进行了测试,实测的电压驻波比和增益数据与仿真计算结果相吻合,在3.5～30MHz频率范围内天线驻波比小于3:1,在8～30MHz频率范围内平均增益大于2dBi.     

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.     

波束扫描反射阵列天线偏焦特性

针对波束扫描反射阵列天线在大角度扫描时增益下降及方向图恶化等问题,提出通过馈源偏焦来改善反射阵列天线的扫描性能。采用方形贴片结构设计了一款工作在X频段的反射阵列天线。研究馈源在15°,30°,45°扫描角的纵向偏焦以及10°,20°和30°扫描角的横向偏焦对波束扫描反射阵列天线性能的影响。测试结果显示,在扫描角度较小时,横向偏焦引起波束指向的改变,波束宽度变化不大。减小馈源纵向偏焦尺寸,旁瓣电平减小,中心频率处的增益提高,尤其是在较大的扫描角度时效果更加明显,有利于提高波束扫描反射阵列天线的大角度扫描能力。     

S频段大扫描角圆极化相控阵天线研制

设计了一套S频段圆极化相控阵天线,该相控阵天线采用9个微带贴片天线单元进行优化排列与旋转组阵实现。通过HFSS软件仿真,在辐射功率10 dBW的情况下,该相控阵天线在方位360o俯仰±80o的大扫描角范围内,具有大于15 dBW的等效全向辐射功率（EIRP）,法向轴比在整个频带内平坦且小于0.5 dB。设计并装配好该相控阵天线后进行测试,得到扫描范围内大于15 dBW的EIRP值,同时测得法向轴比在整个频带内平坦且小于1 dB,测试值与仿真设计值吻合很好。     

蒸发波导条件下C频段舰载雷达天线架高研究

为充分发挥C频段舰载雷达在海上蒸发波导条件下的目标探测能力,开展了雷达天线架设高度的研究.根据基于抛物方程(PE)的电磁波传播衰减计算方法,计算并比较了C频段舰载雷达辐射电磁波在不同蒸发波导高度条件下的传播衰减值,根据结果建议在蒸发波导高度普遍较高的南海,天线架高定在10 m左右,在蒸发波导高度一般不超过15 m的黄海海区,天线架高定在20～30 m之间,实际应用中需考虑雷达使用海区的蒸发波导高度分布规律.研究结果对于C频段舰载雷达的设计和使用具有参考价值.     

多波束相控阵天线角度测量方法

在雷达、通信、测控等领域中,基于相控阵天线的幅度和差单脉冲测角技术是基本方法,但该方法通过旋转法向方向图去近似表示子波束方向图,并用一阶泰勒公式近似表示子波束接收信号幅度,从而带来非噪声因素误差,最终导致目标角度估计精度不高。为此,通过相控阵天线同时产生两个形状相同但相互独立的子波束,旋转波束指向中心轴方向的方向图函数来确定两个子波束的方向图函数,并用高阶泰勒公式对子波束接收信号幅度进行近似,从而减少误差。仿真和硬件测试结果表明所提方法能够有效提高测角精度。     

一体化馈源大角度扫描折叠式反射阵列天线

卫星通讯服务的快速增长催生了对于“动中通”设备旺盛的需求.由于具有低剖面、加工方便、功能实现多样等特点, 折叠式反射阵列具有应用于“动中通”系统的巨大潜力.针对这一应用需求, 提出了一种具有大角度扫描能力的折叠式反射阵列设计方案, 基于多层印刷电路板(Printed Circuit Board, PCB)技术,设计了一种工作在C波段可用于折叠式反射阵列具有60°扫描能力的微带缝隙单元, 利用该单元设计了0°、45°和60°波束指向的固定波束折叠式反射阵列.此外, 使用阵列馈源替代传统喇叭馈源, 完成了馈源与主反射面的一体化设计, 实现了折叠式反射阵列天线结构的平面化.固定波束折叠式反射阵列的仿真和实测结果表明在4.85~5.15 GHz的频率范围内, 阵列具有60°波束扫描的能力.     

一种超宽带、大扫描角Vivaldi天线阵列

设计并加工测试了一款双面Vivaldi天线.通过结构优化, 提高了馈电效率和阻抗带宽, 并在组阵后显著降低了阵元间的互耦.实测结果表明该天线可以实现在2~8 GHz的频带内回波损耗(Return Loss, RL)小于-10 dB, 平均增益大于5 dBi.并采用“交错排列”的思路, 将所设计的双面Vivaldi天线组成超宽带阵列.此种方式可以有效解决天线尺寸和最佳阵列间距之间的矛盾, 进而抑制栅瓣, 增大波束扫描角范围.仿真分析表明, 在4~6 GHz时, E面交错阵列比普通一维阵列的扫描角范围提高20°左右.