宽带宽角圆极化微带贴片天线设计

提出一种新的宽带宽角圆极化微带天线设计方法 ,在利用 L探针进行近耦合馈电的基础上 ,通过薄介质基片加载 ,使贴片天线的阻抗带宽 ( VSWR≤ 2 )和宽角轴比带宽 ( 4 5°圆锥空域内 AR≤ 3d B)达到 2 0 %以上 ,同时保持了微带天线的固有优点 :剖面低 (厚度小于 0 .1中心频率波长 )。利用该方法设计的试验天线的带宽达到2 1 % ,从而证实了该方法的正确性和实用性     

一种宽带宽角圆极化天线的设计研究

本文提出了一种宽带圆极化微带层叠天线形式,天线采用多层结构,使用正交耦合缝隙附加90°相移对贴片 馈电,以达到宽带宽角圆极化工作的目的。采用矩量法对天线进行了计算,确定其最终的各项参数。通过对样机 的测试表明,天线性能与计算结果相符很好,驻波比小于2 的相对带宽大于35％;天线方向图在140°的范围内增 益大于0dB,轴比在30％的带宽内小于3dB,是一种性能优良的宽带双极化天线。     

一种宽频宽角圆极化一维相扫天线阵

基于改进型Vivaldi天线单元,采用4单元十字交叉组合构成圆极化天线,并通过增加耦合金属立柱改善天线轴比,设计了一种超宽频宽角覆盖圆极化直线阵。该天线在1.25-4.1 GHz频段电压驻波比(VSWR)小于2,在1.6-3.6 GHz频段轴比小于3 dB,在垂直扫描方向具备宽角覆盖能力,具备较高的工程应用价值。     

宽角扫描的圆极化相控线阵

设计了一款宽波束的圆极化天线单元以及1×4的天线阵列，实现了一维的宽角圆极化扫描.天线单元由单层的辐射贴片和介质基片集成波导（substrate integrated waveguide，SIW）背腔构成，通过在辐射贴片上切角微扰和开U型槽实现右旋圆极化，并利用SIW背腔缝隙展宽波束.同时利用SIW背腔减小阵列单元间的互耦，实现宽角圆极化扫描.仿真与测试结果表明，天线阵列实现了扫描角为-53°~57°，3 dB波束宽度覆盖范围为-76°~79°，在主波束扫描覆盖范围内轴比（axial ratio，AR）均小于3 dB，且在扫描范围内增益变化平稳，可实现良好的宽角范围的圆极化扫描特性.     

宽带宽角圆极化贴片天线的实验研究

本文提出一种新的宽带宽角圆极化微带天线设计方法,在利用容性探针近耦合馈电的基础上,通过平衡馈电,使贴片天线的阻抗带宽(VSWR≤2)和宽角轴比带宽(45°圆锥空域内的AR≤3dB)达到20%以上.实验测试表明,利用该方法设计的贴片天线的带宽达到26.33%(VSWR、宽角AR同时满足要求),从而证实了该方法的正确性和实用性.     

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。     

一种宽角扫描圆极化微带阵列天线的设计

设计出了一种双层宽波束圆极化微带天线,通过Ansoft HFSS软件仿真优化出天线的几何结构参数,并进行了加工和测试。采用该天线做为天线单元,组成一副4×4阵列,进行了天线阵的仿真、加工和测试。结果表明:该天线单元在天线阵中互耦较小,天线方向图基本上无畸变;在工作频带内,天线阵增益大于16.5 dBi,同时能够实现450°×450°范围的波束扫描。     

一种低剖面宽带二维宽角扫描圆极化阵列天线

针对现有圆极化平面阵列的扫描角受限和三维宽角扫描阵列体积大的问题,设计了一种基于阵因子方向图和单元因子方向图互补的低剖面宽角扫描圆极化阵列天线.该阵列单元采用新型圆极化正交偶极子天线,并由其组成多个圆环子阵,每一子阵内单元的法向均偏离阵列法向一个固定倾角并等间距排布在"涟漪"状金属地板上.这种阵列排布方式使得在主波束扫描至大角度时天线单元因子增益可以补偿阵因子的增益下降.设计的一个64元阵列天线的实测结果表明:在8~9 GHz工作带宽内,且波束扫描覆盖0°~±62°,各阵元的有源驻波比均小于2.1,中心频点扫描增益起伏小于1.71 dB,扫描波束的圆极化轴比小于2 dB.     

基于确知波形的宽带宽角相控阵发射波束形成方法

在大孔径宽扫描角情况下,利用窄带相控阵发射不出去宽带高分辨信号,本文经理论分析说明了这一点,并提出两种基于已知波形的宽带宽角相控阵发射波束形成方法,给出了实现示意框图,通过计算机仿真验证了其可行性.新方法采用时域数字处理,在性能上是最优的.与时域采用抽头延迟线的FIR滤波器波束形成方法和频域DFT波束形成方法相比,文中方法简单,所需设备量少,易于工程实现.     

一种宽角圆极化平面反射阵天线单元设计

平面反射阵天线单元的电性能直接决定天线系统技术指标,而常规反射阵单元在大角度照射时工作性能下降,从而难以应用于小焦径比(即大照射角)的紧凑型天线中。针对常规反射阵天线单元宽角性能差的技术难题,提出一种采用匹配层设计的新型反射阵单元。该匹配层将空气中大入射角电磁波转化为介质中的小入射角电磁波,从而改善了单元的宽角工作性能。以一种工作于X频段的金属开口环形反射阵单元为例,采用匹配层设计技术后,天线单元在宽角度范围内的主极化反射率提高,交叉极化反射率下降。     

新型Ka频段宽角扫描圆极化相控阵天线

提出了一种新型的Ka频段圆极化相控阵天线。天线单元以单馈电开槽贴片天线为基础实现圆极化,通过微带贴片表面加载介质和辅助辐射器,展宽了天线波束宽度并优化了单元轴比。以该天线为阵列单元,采用顺序旋转布阵技术优化得到的2×2子阵,其辐射方向图具有良好的旋转对称性,由该子阵扩展形成的相控阵天线,有效地实现了圆极化宽角扫描特性。以8×8矩形阵列为例,仿真分析了此类二维相控阵天线波束扫描过程中的方向图和极化特性。研究结果表明,天线在工作频段内可实现方位360°、俯仰±60°扫描,扫描范围内天线增益波动和轴比均小于3 dB,同时该天线具有低剖面（高度尺寸为0.08λ0,λ0为空气介质波长）、结构简单、易于加工和集成等特点,非常适合小型化或一体化相控阵天线系统应用。     

一种新型宽带宽波束圆极化微带天线的设计

设计了一种新型的用于卫星通信的三馈宽带圆极化微带天线。天线在1500~1900 MHz频带内实现圆极化辐射。馈电网络采用三功分馈电,增加了轴比带宽和宽角轴比带宽;网络和附加的寄生贴片展宽了阻抗带宽;延伸天线介质衬底增大了波束宽度。实测结果表明:天线电压驻波比(VSWR)小于2的带宽达到62.5%,轴比(AR)小于3 dB 的带宽达到33%,实现了天线宽带宽波束性能。     

一种提高圆极化阵列天线宽角扫描特性的设计方法研究

通过对传统矩形和圆形微带贴片天线单元的仿真与优化,提出了一种低剖面宽波束圆极化阵列天线单元结构。用该天线单元采用顺序旋转布阵得到2×2子阵,再由子阵扩展成为8×8矩形阵列。通过HFSS仿真验证了该阵列天线具备理想的宽角扫描特性和圆极化特性,天线在工作频段内可实现方位360°、俯仰±60°扫描,扫描范围内天线增益波动小于3 dB,轴比小于2.8 dB,同时天线还具有极低的剖面,高度尺寸仅为0.05λ0。针对传统圆极化阵列天线的扫描特性,分析并总结了一种提高宽角扫描特性的设计方法,可在不增加天线剖面的情况下,扩展单元波束宽度并抑制互耦,实现圆极化阵列天线宽角扫描。     

Ku波段宽角扫描圆极化微带阵列天线设计

提出了一种三馈电圆极化微带天线。天线馈电网络采用一分三功分馈电,实现微带贴片天线的圆极化辐射,增加方向图的旋转对称性。用该天线作为阵列单元,采用顺序旋转布阵技术组成一个3×4阵列,有效地改善了阵列天线的增益扫描特性。研究了该阵列天线波束扫描时的辐射特性和极化特性。仿真结果表明:阵列天线在中心工作频率处能实现俯仰60°的扫描,在扫描范围内增益大于11.9 d Bi,轴比小于2 d B。     

一种应用于相控阵的圆极化宽带宽角天线

针对目前圆极化相控阵天线带宽不足、扫描角度不够大等问题,设计了一种圆极化正交四叶草天线,并做试验研究了该天线在相控阵系统中的应用情况.该天线图案涂覆在印制板正、反两面,采用同轴电缆进行馈电,结构简单易于实现,在阵列中通过单元间隔离柱实现了大角度扫描匹配以及宽带轴比特性.文中给出了该圆极化天线的仿真设计结果、天线阵列样机...     

一种宽带宽波束圆极化微带天线的设计

文设计了一款宽带宽波束圆极化微带天线。 天线采用堆叠的双层圆贴片结构,结合四点顺序旋转馈电方式,实现了宽带圆极化辐射性能;在叠层圆贴片周边加载垂直接地金属柱环形阵,利用波束引向作用和等效零模谐振特性,在大带宽范围内实现了半功率波束宽度(HPBW)的有效展宽,并保证宽带宽波束内的圆极化辐射性能。 对天线进行了加工、测试。 实测结果表明,S11 小于-10 dB 的阻抗带宽( 4. 54 GHz ~ 11. 50 GHz)为 87%,覆盖了期望的应用工作频带6 GHz ~ 10 GHz;轴比小于3 dB 的带宽达到了33. 1%(6. 71 GHz~ 9. 36 GHz);HPBW 在6 GHz~ 8 GHz 范围内接近100°,在整个带宽内均超过 75°;除了 9. 5 GHz 以上频段,工作频带内的 6 dB 轴比波束宽度覆盖范围都接近 200°,表明天线在宽带和宽波束内具有良好的圆极化性能。     

一种有效的宽带宽角相控阵接收干扰置零新方法

采用拉伸处理可以在目标方向形成接收主瓣,并能降低宽带宽角相控阵雷达接收信号的带宽,易于工程实现.为了在干扰信号功率远大于目标回波信号功率时获得较大的输出信干比,提出了一种宽带干扰置零新方法.在干扰离目标的空间角度间隔较大时,能在干扰方向准确形成零陷,新方法窄带权系数的零点约束角度会偏离实际干扰方向.偏移方向与信号形式有关,而偏移角度大小与雷达信号相对带宽、干扰离目标的空间角度间隔有关,其值在信号参数给定后可通过离线估计得到.计算机仿真结果验证了新方法的有效性.     

一种Ka频段高效率圆极化宽角扫描波导缝隙相控阵天线

该文提出一种新型小尺寸、低剖面、"f"字型波导缝隙圆极化器,高度仅1/6波长,宽度约2/5波长.基于该圆极化器,设计了一种高效率、低剖面、圆极化脊波导缝隙线阵天线.为满足空间应用中对轻质、高效率、圆极化、±60°宽角扫描相控阵天线的需求,采用该线阵天线作为阵元设计、仿真并实现了16阵元Ka频段脊波导缝隙相控阵天线.仿真和实测结果表明,该相控阵天线可实现1维±60°宽角扫描.在扫描角范围内,相控阵天线的轴比小于4.1 dB,增益下降小于4.3 dB.在0°扫描角工作时,天线的实测增益为35.9 dBi,辐射效率接近85％.     

一种Ka频段高效率圆极化宽角扫描波导缝隙相控阵天线

该文提出一种新型小尺寸、低剖面、“f”字型波导缝隙圆极化器,高度仅1/6波长,宽度约2/5波长。基于该圆极化器,设计了一种高效率、低剖面、圆极化脊波导缝隙线阵天线。为满足空间应用中对轻质、高效率、圆极化、±60°宽角扫描相控阵天线的需求,采用该线阵天线作为阵元设计、仿真并实现了16阵元Ka频段脊波导缝隙相控阵天线。仿真和实测结果表明,该相控阵天线可实现1维±60°宽角扫描。在扫描角范围内,相控阵天线的轴比小于4.1 dB,增益下降小于4.3 dB。在0°扫描角工作时,天线的实测增益为35.9 dBi,辐射效率接近85%。     

宽带折线栅圆极化器的分析与优化设计

介绍了折线栅圆极器的分析理论和优化设计方法,给出了折线栅等效导纳计算公式的几个待定常系数的确定方法以及在设计频带内的最优常系数值,重新推导了多层折线栅级联网络的传输矩阵的计算公式,修正了文献上公式的错误.基于折线栅圆极化器的分析理论采用遗传算法优化设计了25～35 GHz频带范围内的折线栅圆极化器,并给出了HFSS仿真结果,表明轴比仿真值小于1dB的带宽大于40％,并且插入损耗低,验证了采用的分析和设计方法的有效性.