毫米波基片集成波导裂缝阵列天线研究

毫米波基片集成波导裂缝阵列天线具有频带宽、辐射效率高和剖面薄等优点,对实现毫米波雷达导引头的小型化研制工作具有重要的工程意义。根据基片集成波导理论,采用阵列天线设计方法,研究了基于微带贴片加载形式的单元裂缝天线频率带宽拓展方法;基于基片集成波导的平面馈电网络设计方法,设计了16×12微带贴片加载的基片集成波导裂缝阵面结构、并馈基片集成波导功率分配及和差波束形成网络,使用HFSS对天线模型进行了仿真分析和优化设计,研制了毫米波频段单脉冲基片集成波导裂缝阵列天线样机实物。经测试,天线带宽大于1 GHz,效率优于30%,驻波小于2,厚度仅为4 mm,指标测试结果与设计相符合。     

基于SIW的引信小型化天馈集成设计

针对引信微小型化的需求,集成设计了毫米波频段基于基片集成波导的缝隙阵列天线和T型功分器的天馈系统架构。利用基片集成波导的柔韧性,将功分器弯曲共形贴敷在圆筒侧壁,两个输出端口分别对圆周间隔180°的两个SIW缝隙阵列天线馈电。仿真结果表明,基于SIW的缝隙阵列天线系统实现了空心漏斗形状方向图,且系统结构布局占用空间体积小、质量轻,适用于引信天馈单元的微小型化。     

基于基片集成波导的巴特勒矩阵馈电网络

针对传统无线电引信多波束精确探测成本高、功耗大的问题,提出将基于基片集成波导的Butler矩阵作为馈电网络应用于多波束阵列天线中。信号从一个端口输入被平均分配到四个输出端口,同时各个端口之间保持一个恒定的相位差,从而使得波束指向固定角度,不同的输入端口对应不同的相位差从而使得天线阵列波束指向不同的方向。实验结果表明:该馈电网络在工作频段内各输出端口等功率输出,输出端相位差与理论分析一致。     

V波段低副瓣波导缝隙天线设计

通过对Stevenson缝隙偏移位置公式进行修正,设计了一个工作于V波段的波导缝隙阵列天线。仿真结果表明,利用修正公式,可快速、准确地设计出高性能低副瓣波导缝隙阵列天线。天线增益17dB,H面主波束偏转60。副瓣电平小于一32dB。     

基于孔径耦合的毫米波宽带圆极化阵列天线

针对毫米波宽带圆极化阵列天线设计中轴比带宽和外形尺寸较难兼顾的问题,提出基于孔径耦合的毫米波宽带圆极化阵列天线。该天线使用基于孔径耦合的磁电偶极子宽带圆极化天线作为天线单元,天线单元由四个水平方向的贴片和四个垂直方向的金属通孔组成,通过引入额外的金属条连接对角位置的两个贴片同时将另一对贴片内角剪切,将圆极化带宽提升到20%以上。天线单元的馈电通过在末端短路的基片集成波导(SIW)宽边上开横向槽耦合实现。在此基础上利用SIW制作馈电网络,实现毫米波8×8高增益宽带圆极化阵列天线的设计。天线实测结果表明,该阵列天线能够在52.8～67.2 GHz实现VSWR2 (相对带宽为23.3%),3 dB轴比带宽达到20.2%,天线增益大于25.2 dBic,辐射效率超过71.5%,是一种较优的毫米波宽带圆极化阵列形式。     

毫米波宽带低旁瓣一维扫描相控阵天线分析设计

为实现毫米波一维扫描相控阵宽带低旁瓣设计,在分析全波矩量法的基础上设计了带宽大于10%、增益19 dBi串馈阵列天线.以串馈阵列天线为辐射单元,设计了8通道一维扫描相控阵天线,利用数字波束形成技术对8通道输出的基带信号进行处理,得到以4°为扫描步进值18波束辐射方向图,其增益为26 dBi、旁瓣电平-30 dB、带宽大于10%.天线结构简单、成本低、波束控制灵活,有利于一维扫描相控阵天线宽带、低旁瓣、小型化、轻量化的发展.     

微带多波束天线阵进展

一种新颖的微带多波束阵列天线将波束合成与阵列功能结合在单个基片上。一个具有５波束６×７元的天线阵，对其辐射特性的首次分析验证了原理的合理性。本文有两点重要进步。首先，最初的平面阵列变成了柱面阵列形式，它可允许多波束覆盖超过３６０°的扇面，实验结果已证实了这一点。其次，对天线阵进行了更具体的分析，包括在阵列中通过可能的多个通道之间耦合，这在原理上可用于柱面天线阵，对平面阵则具有独特应用；同时，本文给     

集成声光芯片技术研究

设计了包括两只作为准直、聚焦元件的波导短程透镜和两级布拉格声光移频结构的单片集成声光芯片。数值计算了优化理想波导短程透镜的母线函数数值和声光器件的几何参数。在z、儿z方向尺寸分别为46 mm、2.5 mm、30 mm的Ti扩散LiNb03光波导基片上制作了光纤耦合结构的声光移频芯片。测试短程透镜传输损耗为1.2 dB,衍射光斑半功率点宽度为4.5μm;与单模光纤的耦合插入损耗小于20 dB;芯片驱动的中心频率为110 MHz;可实现3 dB调制带宽为±10 MHz.     

基于T型结馈电的单层波导缝隙阵天线设计

单层波导缝隙阵天线与多层波导缝隙阵天线相比,具有结构简单,纵向尺寸更小,加工成本低等特点。文章采用天线阵列综合及Elliott设计方程完成了单层波导缝隙阵的阵面设计,分析了T型结结构及其场分布,并由T型结形成单层波导缝隙阵天线的馈电网络,实现了任意功率分配;将天线整体在AnsoftHFSS中建模仿真,验证了该设计方法的正确性。仿真计算结果表明：T型结可实现相位反相功率任意分配馈电,可以作为单层波导缝隙阵天线的功分单元。     

开关扫描技术在被动毫米波成像中的应用

针对透镜焦平面全通道被动毫米波成像系统所用接收机数量多,成本高等问题,将开关扫描技术引入被动毫米波成像.在透镜天线焦平面上设置2维馈源天线阵列,多个馈源天线通过开关共用一个毫米波接收机,通过开关选择来完成对景物的扫描成像.系统中毫米波接收机采用直接检波式接收机,聚焦透镜采用组合透镜系统,馈源天线及毫米波器件采用低温共烧陶瓷(LTCC)技术集成.分析表明,这种开关扫描被动毫米波成像系统是可行的,系统所用接收机数量大大减少,成本降低.