平面集成天线技术

过去几十年中平面天线技术的开发已从根本上改变了微波和毫米波通信领域。平面天线可以以最低的成本和最简单的工艺印制在介质基片上。在许多应用中,这些紧凑的、低剖面天线为前几代基于波导板或反射器等天线系统提供过廉价的解决方案。平面天线技术在这些频段的民用无线电通信中的日益增长的应用也确实需要这类天线所具有的各种适应性．本文用几个例子说明这种平面天线的适应性以及一些有关的设计问题．     

美国的气象卫星的发展

正气象卫星的发展速度在所有应用类卫星中可谓名列前茅。如今的气象卫星拥有紫外、可见光、红外和微波等多种工作频段,可以在高轨的地球同步轨道和低轨的太阳同步轨道上对地球遂行气象观测、成像探测等多种任务。作为最早发射气象卫星并且多次尝试采用新型气象卫星工作方式的国家,美国对气象卫星的探索和发展已经逐渐形成了自己的体系。     

集合线对对数周期偶极子天线的影响

主要研究了对数周期偶极子天线.基于Pocklington积分方程和全域基函数,采用矩量法结合网络理论建立了天线算法模型;使用该模型计算了在天线阵和集合线共同作用下天线的辐射方向图,得出了集合线在不同频段上对天线辐射性能的影响,并通过截短延长线长度改善了天线低频段的辐射特性,增强了天线轴向方向性.     

X波段全向共形机载天线的仿真与设计

针对工作于X频段的机载雷达天线的技术设计,使该天线由矩形平面天线与柱体共形,通过共面波导方式对其进行馈电。天线单元采用介电常数2.55,厚度为0.2mm的薄介质板。利用HFSS12对平面天线和共形天线进行仿真设计,对比了平面天线与共形天线的阻抗特性和辐射特性的变化。实验结果表明,共形后的天线带宽变大,增益提高,波束宽度展宽。在X波段内实现了低仰角扫描和方位面的全向扫描,实测阻抗带宽为7.0～12.5GHz,最大增益可达4dB,辐射特性稳定,满足机载天线的性能指标,可用作机载雷达天线单元。     

毫米波雷达精确跟踪的特点及其舰载应用

毫米波雷达是现代高新技术的产物,它与微波雷达相比,在工作频率和波长、天线尺寸和增益以及大气传输特性、探测和跟踪精度等方面都有其独特的优点。论述了舰载毫米波雷达精确跟踪和制导技术的特点并结合舰载的典型实例,详细论述了毫米波雷达用于对付低空和超低空掠海飞行反舰导弹方面的技术优势。     

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。     

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。     

一种频率可重构短波宽带鞭状天线设计

针对目前10 m短波鞭状天线存在的低频段增益和效率低的问题,基于入侵性野草(invasive weed optimization,IWO)算法和分波段加载匹配网络重构技术,设计了一款分波段短波宽带鞭状天线;然后,采用IWO算法对每个分波段内天线的加载网络和匹配网络分别进行了优化,设置了不同标称阻抗、传输线变压器变比以及下加载点的位置;最后,进行了仿真分析,结果表明:所提方法使低频段天线增益最多提高了6 d B,有效解决了该天线低频段的增益缺陷。     

双频贴片天线综述

在ＥＷ应用中需要宽频带天线,贴片天线虽然具有小型轻便的特点,但频带较宽,其应用受到限制。本文介绍的双频贴片天线较好地解决了上述问题,双频贴片天线可替代宽频带平板天线,它能在两个频段上同时工作。当两个频段相隔较远时,则可用一个双频贴片天线替代两个天线。本文提供了双频天线的重要理论,并勾划出未来应用前景。     

机载多功能射频系统是21世纪防空电子对抗的新威胁

美国空军第四代战斗机F-22上的低可探测性(LO)多功能射频系统(MFRFS)AN/APG-77,以及将要为联合攻击战斗机(JSF)设计研制的机载多功能射频系统(MFRFS),主要特征是使用了先进的有源电扫阵(AESA)天线.通过对AESA的共享,F-22的MFRFS能同时执行雷达、电子战和通信功能,其超视距目标探测、识别与拦截能力,丰富多彩的电子对抗招式,以及飞机具有的低可探测性能,使之成为21世纪夺取空中优势的重要武器系统,必将给未来防空电子对抗构成严峻的挑战.     

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。     

低RCS EBG波导缝隙阵列天线

将Mushroom电磁带隙结构(Electromagnetic Band Gap,EBG)的表面波带隙和同相反射特性同时用于波导缝隙阵列天线的设计,利用EBG的带隙特性抑制天线阵中的表面波,以改善天线的辐射性能;利用EBG的同相反射特性实现天线雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)的减缩,天线综合性能得到较大提升。制作了EBG波导缝隙天线阵样品,并对天线阵的阵元互耦、辐射方向图及天线阵RCS等指标进行了测试,结果与理论预期相吻合,有效地降低了阵元间互耦及天线阵RCS。     

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。     

电阻加载偶极天线阻抗带宽及脉冲辐射特性研究

分析了偶极天线电阻加载方面的若干问题,包括不同电阻加载方式阻抗频率特性比较,连续与离散串联集中电阻加载脉冲辐射特性比较,证明其它加载方式具有与Wu-King电阻加载相似的特性,与未加载偶极天线相比,阻抗带宽较宽,辐射脉冲失真较小。     

半径突变多模圆锥馈源的分析和设计

报道了一种８毫米波段半径突变的高效率多模圆锥馈源,计算出其模比并推导出其辐射方向图公式,给出了它在两个主平面－Ｅ面和Ｈ面上的辐射方向图的理论计算结果和测试结果,以及频带和旁瓣特性。分析和测试结果表明,在３４．１～３５．５ＧＨｚ频带内该多模馈源的辐射方向图在大于－２３ｄＢ范围内不出现旁瓣,在大于－１３ｄＢ范围内幅度等化良好。     

具有陷波特性的可重构超宽带天线设计

文中提出了一种具有陷波特性的平面超宽带天线结构。天线采用椭圆形贴片作为辐射单元,使用双端口馈电,通过在椭圆形贴片上开2个C形槽来分别实现不同的陷波功能。测试结果表明,该天线两侧馈电的工作频带分别为2.7GHz~12.7GHz和2.6GHz~12.9GHz,在3.3GHz~4.3GHz和4.8GHz~5.9GHz范围内分别具有良好的陷波特性。天线在整个工作频段内有良好的增益和辐射特性。     

基于红外辐射计的物体光谱发射率测量方法

发射率是测量红外辐射特性中的重要参数,直接影响测量的精度。在传统的能量法测发射率的基础上进行改进,利用红外辐射计MR170测量目标的光谱辐射亮度并在同一温度相同波段下建立一标准黑体模型,对目标光谱发射率进行求解。实验验证该方法可以获得满意的测量结果。对实验求取的光谱发射率进行误差分析,结果显示误差小于3%。     

利用拖尾能量提高蝶形天线辐射效率

蝶形天线在探地雷达中已有广泛的运用,但其辐射效率不高的问题一直存在。究其原因,主要是将近70%的辐射能量是以有碍目标探测的拖尾的形式存在。为了保证探测性能,传统上可观的拖尾能量往往以阻抗加载的方式被吸收掉。本文研究发现,当选择双极性单周波作为激励脉冲时,通过优化天线长度可以实现拖尾能量的有效利用,从而显著地提高蝶形天线的辐射效率。仿真实验结果表明,在较远的探测距离上本文方法可以将辐射效率提高近100%。通过实测实验进一步验证了本文方法的有效性。此外,本文所提的方法易于工程实现,工程应用价值十分明显。     

旋转永磁式机械天线的研究与实现

为实现低频电磁发信系统的小型化和低功耗,对基于旋转永磁体的机械天线,即利用永磁体机械旋转直接激励电磁波的新型低频电磁发信技术进行了理论研究与工程实践。提出基于钕铁硼永磁体和永磁同步电机的旋转永磁式机械天线技术方案及其信息加载方法,构建基于电-机械-电磁能量转换的系统模型,对其辐射效率和辐射功率进行初步分析,研究旋转永磁体在不同无限均匀介质中产生时变磁场的分布与衰减特性,研制了原理样机,并对其近区磁场和2FSK信号的加载特性进行了实验测试,验证了该方案的可行性和有效性。