波导缝隙天线新技术

本文简要介绍了波导缝隙天线的特点,同时针对雷达、通信等电子系统对天线的新要求,介绍了宽带波导缝隙驻波阵和抗干扰天线设计,并给出了设计验证实例。所提新型波导天线具有很高的应用价值。     

新型波导缝隙天线反射特性的研究

本文根据等效源原理的分析了一种新型裂缝天线的反射特性，一个或两个横缝位于馈电矩形波导终端的短路面上。     

小型化八边形基片集成波导背腔缝隙天线

提出一款新颖的W波段八边形基片集成波导(SIW)背腔缝隙天线。相较传统的缝隙天线，具有体积小、易加工、Q值高、成本低等优点，且易于成阵。通过调节天线背腔缝隙的长度、宽度，以及SIW腔体的尺寸优化天线的辐射特性，通过电磁仿真软件HFSS对模型进行仿真优化，确定了天线的最优结构。仿真实验结果表明，所设计的天线相对带宽约4.5%，方向性优良，中心频率点谐振深度<-31 dB，天线最大增益达到5 dBi，满足设计要求，验证了设计的正确性。所设计的SIW背腔缝隙天线拓宽了数字通信的可用频谱，是一种新的尝试，可为以后的研究提供新的参考思路。     

脊波导缝隙圆极化天线的设计*

设计了一种新型脊波导缝隙圆极化天线。在脊波导宽边开并联纵缝,从波导耦合电磁波至其上方的四脊波导圆极化器,实现圆极化辐射。采用脊波导不仅减小了单元尺寸,更改善了天线的带宽性能。重点研究了四脊波导圆极化器对相互垂直的两辐射场分量的影响,优化单元的轴比特性。在提取单元谐振电导的基础上,设计了工作在10GHz 的1×10 圆极化波导缝隙阵列。对天线实物测试得到中心频率处的增益为16.8dB,第一副瓣电平为 25dB,阻抗带宽约为8.5%,相对轴比带宽(AR臆3dB)约为3.2%。     

波导缝隙天线的设计仿真

电磁仿真软件HFSS以其高精度,高可靠性在电磁仿真设计中得到了广泛的应用。但对于复杂天线的模型,其没有很好的方法简化建模操作,需要花费大量的设计时间。将HFSS提供的VBScript脚本语言功能作为接口,利用Matlab调用控制HFSS,从而协同HFSS建立模型,达到快速建模的目的。提出了一套波导缝隙阵天线的设计方法,设计一个波导缝隙阵天线,运用Matlab协同HFSS建立天线模型,并进行仿真分析。结果验证了天线设计方法的准确性,以及运用Matlab调用HFSS建模的可行性。     

宽带单脊波导缝隙天线的设计

根据传输线方程推导了单脊波导辐射缝隙有源导纳的计算公式,结合三维电磁仿真软件HFSS提取了天线阵列中辐射缝隙的有源电导,设计了一个8元单脊波导缝隙线阵,实测结果表明,副瓣为-23.61dB,VSWR≤2时的相对带宽为8%,约为矩形波导缝隙天线的2倍。     

基于EBG结构的波导缝隙天线RCS减缩研究

波导缝隙阵列天线具有结构紧凑、性能稳定等优点被广泛应用于雷达及卫星系统中,然而该天线会产生较强的雷达散射截面。文中采用在波导缝隙阵列天线上放置开槽的EBG结构,对其RCS减缩进行了研究。结果表明,在不影响天线辐射特性的情况下,加载该EBG结构可以有效地减缩波导缝隙天线的RCS。     

腔体加载式圆极化波导缝隙天线设计

圆极化天线由于其自身具有的众多优点,在现代通信系统中日益受到广泛关注。设计了一种通过在传统波导缝隙天线上加载旋转矩形腔体实现圆极化辐射的天线形式,分析了腔体辐射圆极化波的机理以及腔体对天线阻抗带宽的影响。该天线具有阻抗特性和圆极化特性独立可调的优点。加工实现了一种工作于X频段、具有1×10个单元的天线结构。测试结果表明,在中心频率处右旋圆极化增益约为16.5 d B,主辐射方向上轴比优于1 d B,阻抗带宽(VSWR<2)约为64 MHz。测试结果与仿真数据取得了较好的一致性。     

新型快速波导缝隙天线设计方法

对馈电网络和天线的散射矩阵进行级联,推导了互耦条件下阵列天线输入端口散射参数和天线实际激励分布的计算方法。基于该方法,提出了一种新型快速波导缝隙天线设计方法,并设计了一副12 元宽边纵缝一维波导缝隙天线。测试结果表明,在9. 82 ~10. 21 GHz 内反射系数和副瓣电平分别优于-15 dB 和-28 dB。测试结果与计算、仿真结果吻合良好,验证了该方法的准确性和有效性。     

3mm 平板波导缝隙阵天线设计研究

3mm 波段多层平板波导缝隙阵天线口面利用率、阻抗带宽明显优于传统单层结构,适用于小型化高 精度无线探测设备。由于3mm 波段波长短,加工误差对天线性能影响较大,本文重点分析了加工工艺对天线参数选 取的影响,对电气设计进行了优化,更好地满足了可制造性要求。通过加工3mm 的平板缝隙阵天线样件,对其缝隙 参数的加工误差进行定量分析,并且对比了电气性能的仿真和实测结果,证明了该设计方法的有效性和实用性。     

共面波导馈电折叠缝隙对数周期天线的研究

超宽带天线是宽带电子系统中的关键部件。本文开展了折叠缝隙对数周期天线的电磁仿真和性能实验研究。根据对数周期偶极子天线的基本原理,设计了共面波导馈电的折叠缝隙对数周期天线。采用在折叠缝隙对数周期天线的折叠缝隙单元中加载相位槽的方法,进一步改善了天线低频端的驻波特性。对相位槽加载的折叠缝隙对数周期天线进行加工测试,测试结果表明在2 GHz~18 GHz的阻抗带宽内,驻波比小于3.5,与仿真结果吻合良好。设计了基于相位槽加载的共形LPFSA,给出了具体的仿真结果。本文的研究工作为该天线的实际应用提供了技术参考。     

波导缝隙天线的EBG 的应用

研究一种新型的EBG 结构在波导缝隙天线中的应用。这种新型的EBG 具有可以有效抑制表面波的特性,提出了在阵面缝隙单元间加载EBG 周期单元结构的方案,抑制波导缝隙天线之间的互耦。通过与传统的波导缝隙天线进行比较得出加载新型EBG 结构的波导缝隙天线在互耦上有很大改善。     

一种新型垂直极化同轴波导缝隙天线

结合波导缝隙和同轴线结构,提出了一种新型同轴波导缝隙结构实现天线小型化。首先,分析了同轴波导缝隙天线内金属摆线上的电流分布,改进了缝隙形式和摆线设计;然后,利用HFSS软件建立不同缝隙数目的同轴波导缝隙天线模型进行仿真,对比分析驻波带宽和方向图带宽;最后,建立不同缝隙数目的同轴波导缝隙天线有限阵列,对比分析阵列中天线增益和效率。     

基于SIW的多波束波导缝隙阵列天线设计

基片集成波导(SIW)是一种新型的波导结构,具有低插损、高Q值、易于加工和设计等优点,在雷达、通信和导航等领域有很好的应用价值。本文应用SIW技术设计与仿真了一个Ku波段基于Butler矩阵馈电网络的多波束波导缝隙阵列天线。仿真结果表明该天线通过俯仰维实现同时4波束,提供±45o覆盖,具有良好的方向图和驻波特性。它采用一体化设计方式,大大减轻阵列天线重量和减小尺寸,具有较高的工程实用性。     

基于基片集成波导的Ka波段毫米波缝隙天线设计

本文总结了由基片集成波导(SIW)设计缝隙天线的一般方法,并设计了一款 8×8 SIW 缝隙天线阵列。 该天线主要由SIW 馈电网络、缝隙阵列和微带线至SIW 转换器三部分构成。 利用泰勒分布函数控制阵列的馈电幅度以及缝隙的偏置距离,从而有效地控制了阵列在方位面和俯仰面的旁瓣电平。 实验结果表明,该天线在 33. 30 GHz ~ 36. 54 GHz 的频带范围内 S11 幅值小于-10 dB,相对带宽为 9. 3%。 天线最大增益为 18. 56 dB,H 面副瓣电平小于-20 dB,E 面副瓣电平小于-18 dB。 该天线剖面低,易于共形,在机载、弹载等场景中有较好的应用前景。     

波导终端缝隙对的分析

在小型波导缝隙阵设计中，采用匹配缝隙是减少终端损失、提高天线效率的关键技术之一。本文给出了矩形波导终端匹配缝隙对的分析。该缝隙对是由波导宽壁上的纵缝和横缝构成的。基于等效原理和并矢格林函数建立了缝隙对的耦合积分方程组，然后作数值求解。计算了缝隙对的反射特性与辐射特性，给出了缝隙对口面电场的幅值和相位以及波导驻波比随缝隙长度和频率的变化曲线。本文的计算结果可用于圆极化波导缝隙阵的设计     

基于半模基片集成波导的双频段缝隙天线

基于半模基片集成波导技术,提出了一种适用于微波集成电路的双频段缝隙天线。该双频段天线由馈电微带线,一段半共面波导结构和具有辐射缝隙的半模基片集成波导谐振腔构成,利用半模基片集成波导谐振腔的多模式工作特性实现了天线多频段特性。仿真和测试结果表明,该天线能同时工作在C频段(谐振频率5.74 GHz,S11=-21.86 dB)和X频段(谐振频率11.33 GHz,S11=-25.09 dB),不需要同时采用两个天线,具有便于和平面电路集成、体积小、结构简单、成本低等优点。