电磁带隙结构单脊波导缝隙相控阵天线的实验研究

提出一种电磁带隙结构交错排列的单脊波导缝隙相控阵天线,并与相同尺寸的普通单脊波导缝隙相控阵天线作比较。测试结果表明该天线的方向图得到了明显的改善,单元之间的耦合系数减小,背瓣的辐射电平显著降低,扫描特性得到了改善;同时也说明了电磁带隙结构可以取得比扼流槽更好的抑制表面波的效果。这对于提高单脊波导缝隙相控阵天线的辐射性能具有重要意义。     

基于EBG吸波材料的波导缝隙天线设计

为了改善波导缝隙天线的散射性能,设计了一种电磁带隙(electromagnetic band gap,EBG)结构的吸波材料,从导纳圆图、表面电流和电场分布等方面分析了其吸波机理。其厚度为0.3 mm,吸波率达到99.9%,将其加载于波导缝隙辐射金属基板上,得到了低雷达散射截面的波导缝隙天线。仿真结果表明:加载后的天线回波损耗和增益基本不变,在5.48~5.75 GHz工作频带内,法向RCS减缩都在3 d B以上,最大减缩达到15.8 d B,单站RCS在-18°~18°角域减缩超过3d B。证实了该吸波结构有良好的吸波效果,可以用于波导缝隙天线带内隐身。     

基于EBG吸波材料的波导缝隙天线设计北大核心

为了改善波导缝隙天线的散射性能,设计了一种电磁带隙（electromagnetic band gap,EBG）结构的吸波材料,从导纳圆图、表面电流和电场分布等方面分析了其吸波机理。其厚度为0．3mm,吸波率达到99．9％,将其加载于波导缝隙辐射金属基板上,得到了低雷达散射截面的波导缝隙天线。仿真结果表明：加载后的天线回波损耗和增益基本不变,在5．48～5．75GHz工作频带内,法向RCS减缩都在3dB以上,最大减缩达到15．8dB,单站RCS在-18°～18°角域减缩超过3dB。证实了该吸波结构有良好的吸波效果,可以用于波导缝隙天线带内隐身。     

口径型单元相控阵天线的分析计算方法介绍

一、引言这里所谓相控阵天线的分析计算方法,确切地说是指阵中辐射单元的分析计算方法。我们知道相控阵天线的三大组成部分包括辐射单元移相器和馈电网络。其中移相器和馈电网络都可作为独立部件来进行设计,设计好后置于阵中其性能变化不大。而辐射单元则不同,由于大量辐射单元同处于一个孔径面内,各单元之间存在互耦效应,使辐射元在阵中的性能与孤立单元的性能完全不同,因此辐射单元必须在阵环境中设计。当     

宽带宽缝隙共形天线的设计及其特性研究

针对宽带共形天线需要满足剖面低、体积小、易与载体共形并且具有宽频带性能的要求,文章首先设计了一种宽带宽缝隙平面天线,采用共面波导方式(CPW)馈电,低介电常数介质板厚度仅有0.2 mm,分析了各个参数对天线特性的影响,将平面天线与柱体共形,研究了天线共形之后的阻抗特性和辐射特性的变化。仿真结果表明,平面天线的阻抗带宽(S11≤10 dB)覆盖5.35 GHz~6.7 GHz,中心频率为5.85 GHz,最大增益4.5 dB,辐射特性稳定,共形后天线的谐振频率减小,低频带宽增大,波束宽度展宽,辐射增强,阻抗带宽覆盖5.24 GHz~6.43GHz,最大增益4.6 dB,辐射特性稳定。测试结果与仿真吻合较好,天线的结构简单,易于和载体共形。     

利用超材料减缩微带阵列天线RCS

为了减缩微带阵列天线的带内雷达散射截面,设计了一种EBG结构的吸波超材料,从导纳圆图分析了其吸波机理。其厚度为0.3 mm,吸波率达到99.9%,将其加载于微带阵列天线贴片周围。仿真结果表明:阵列天线各个阵元的回波损耗和天线增益基本保持不变,在5.44~5.85GHz间法向RCS减缩达到3 d B,最大减缩达到16.1 d B。单站RCS在-40°~+40°角域、双站RCS在-90°~+90°角域得到了减缩,证实了该吸波结构有良好的吸波效果,可以用于微带阵列天线带内隐身。     

X波段双极化Van Atta微带天线阵研究

利用双端口双极化微带天线阵元设计了一种中心频率在9.5 GHz的四元Van Atta平面阵,双端口双极化微带天线阵元采用双层介质口径耦合馈电技术。利用高频电磁仿真软件HFSS对阵元及阵列模型进行仿真分析,结果表明:以来波方向-35°,-5°,15°为例,所设计的Van Atta阵双站RCS在-35°,-6°,13°方向达到最大,阵列反向性良好;单站RCS值在-40°~40°来波角度范围内变化小于3 d B,且在前向半空间均大于均匀阵的RCS值,并克服了均匀阵的零陷限制。     

阵列互耦条件下运动目标角度跟踪方法研究

针对观测过程中角度发生变化时的运动目标跟踪问题,同时考虑到常规阵列中所普遍存在的互耦效应,通过分析均匀线阵互耦矩阵的带状Toeplitz结构,提出利用在原始阵列两侧增加辅助阵元的方法补偿互耦效应对阵列响应函数的影响,并将粒子滤波技术与原始阵列经互耦补偿后的观测数据相结合,实现了阵列互耦条件下对角度变化目标的高精度方向跟踪。仿真实验验证了新方法的优良性能。     

新型电磁带隙结构加载的微带天线阵

研究了以EBG结构为衬底的微带天线阵。将EBG结构置于微带天线阵的底部取代微带天线阵列的金属底板,不仅能增加天线带宽,还能提高天线阵的增益。测试结果表明,天线单元带宽从3.81%提高到8.86%,在工作频带内天线阵增益都在10dB以上,同时天线单元间的耦合系数也得到有效降低。     

互耦影响存在时修正MUSIC算法的DOA估计

首先用矩量法精确分析了考虑互耦影响时天线阵元的电流分布,给出了计算电流的解析式,并仿真计算了单元直线阵的电流分布。然后以等效网络法为基础研究互耦影响存在时修正MUSIC算法的DOA估计性能,仿真实验表明在互耦影响存在时MUSIC算法失效,而修正MUSIC算法仍然具有良好的DOA估计性能。     

介质涂覆SIW宽边纵缝分析

在波导缝隙天线表面涂敷介质层可以起到保护、隔热的作用,而且合理设计介质层参数能够改善天线的性能。利用等效关系,将介质涂覆SIW缝隙模型等效为介质涂覆矩形波导缝隙模型,利用矩量法研究了缝隙的特性,并和商业仿真软件HFSS的结果进行了比较,本文方法在保持较高计算精度的同时,将计算时间减少了一个量级。在此基础上,以单层、两层和三层介质涂敷为例,分析了涂覆介质的介电常数和厚度对缝隙谐振长度和归一化谐振导纳的影响,为涂敷介质层的优化设计奠定了基础。     

计算共形阵单元互耦的新方法

本文在比较直接积分法（DIM）和表面辐射图（SRP）法的基础上,提出了用修正表面辐射圈（MSRP）的新方法来计算任意形状曲面上波导辐射单元的互耦。通过对圆柱阵单元的计算表明,MSRP法既具有DIM法的准确性,又具有SRP法的简单件,同时能方便地处理任意指向（极化）单元的互耦问题。     

新型树状分形超宽带天线的设计

提出了一种新型树状分形超宽带天线。采用共面波导馈电,通过加载分形缝隙,使天线的阻抗带宽大幅提高。给出了天线回波损耗、方向图和增益结果。对2阶分形天线进行了加工与测试。测试结果表明,天线带宽达到3.5～8GHz,相对带宽为70%。仿真结果与测试结果基本吻合,为超宽带小型化天线的设计提供了新的思路。     

基于频率选择表面的雷达天线隐身应用研究

降低雷达天线的RCS而又保证雷达自身正常工作已成为目标隐身技术中的一个关键课题。介绍了由十字型振子单元构成的带阻式频率选择表面(FSS)的选频特性,探讨了FSS在低RCS抛物面天线和低RCS卡塞格伦天线中的工程应用,分析了应用于主、副反射面天线的隐身性能,最后得出2点结论,并指出在副反射面天线的工程应用中更容易实现。     

新型背腔式对数周期缝隙天线阵列设计

介绍了一种新型背腔式对数周期缝隙天线单元,对其各参数特性进行了分析,并采用这种新型天线单元设计了9×7天线阵列。通过HFSS13进行天线阵列的设计。仿真结果表明,该天线阵列在1.5 GHz~6 GHz的工作带宽内,驻波比小于3,回波损耗小于-10 d B,天线阵列最大增益为29.6 d Bi,在整个工作带宽内,增益均大于20 d Bi。具有良好的定向辐射能力,可用于UWB雷达、探测等领域。     

新型频率选择表面加载双极化超宽带紧耦合阵列天线

为使紧耦合阵列天线在超宽频带内实现电磁性能更佳、辐射性能更稳定的目的,提出一种新型条形频率选择表面宽角阻抗匹配层加载的双极化超宽带紧耦合阵列天线。通过高频仿真软件CST周期边界条件对阵列单元截断并进行研究分析。掌握阵元阻抗和辐射等电磁性能后,优化设计并加工出一个6×6单元的阵列天线进行实际测量。测量结果表明,该天线在2~12 GHz的频带内驻波比均小于3,驻波比带宽为10 GHz。带内辐射特性稳定,主瓣电磁能量集中,交叉极化小。工作频带内,最大增益可以达到13 dBi。该阵列天线可应用于超宽带相控阵天线领域中。