8元宽频带圆极化微带天线阵的设计

采用空气夹层的双层圆形微带贴片结构,通过Wilkinson功分移相器进行馈电,设计了宽带圆极化天线单元以及8元圆极化微带阵列天线,并加工制作了天线阵实物。实测结果表明:该阵列天线在2.0 GHz～2.5GHz频率范围内,圆极化轴比小于3 dB,回波损耗小于-10 dB,增益大于12 dB,满足S频段卫星测控系统天线的指标要求。     

4元C波段宽频带圆极化微带天线阵的设计

文章采用连续旋转馈电技术,以双馈方形贴片圆极化微带天线作为单元设计了C波段4元宽频带圆极化微带天线阵。在馈电网络设计时采用威尔金森功分移相器,可以改善天线阵的阻抗带宽。连续旋转馈电技术和威尔金森功分器的引入展宽了天线阵的轴比带宽,背馈的馈电形式消除了馈电网络辐射对天线的圆极化辐射特性的影响,使天线阵的圆极化带宽进一步得到拓展。实测结果表明:在回波损耗小于-10dB条件下,该天线阵的阻抗带宽达到75.0%,轴比小于2dB的带宽达到45.6%。     

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。     

一种基于分形结构的宽带圆极化缝隙天线的仿真与设计

文中基于空间填充曲线提出了一种利用微带馈电产生宽带圆极化特性的缝隙天线,通过对这种缝隙天线分形进行分析仿真可以得出,该天线不仅可以减小天线尺寸而且具有良好的宽带圆极化特性,驻波比小于2的阻抗带宽达到81%(2.22 GHz~5.25 GHz),轴比小于0.2 dB的轴比带宽达到了80%(2.22 GHz~5.18 GHz)。最后文中通过增加背腔结构使天线实现单向辐射并提高了辐射增益。     

红外成像/主动雷达复合导引头天线阵技术研究

研究了一种适用于红外成像、主动雷达复合导引头的微带天线阵技术.设计了天线单元和功分器,并对一个带馈电网络、176个单元的天线阵进行分析和方向图预计,并通过试验进行比较.     

一种新型单层微带反射阵列设计

设计了一个工作于X波段的单层微带反射阵列天线,阵列单元采用双方环与方形金属贴片组合结构,通过调整内侧方环的长度可以实现超过360°的移相范围。选择角锥喇叭天线作为微带反射阵列的馈源。为了获得宽带特性,阵元间距选择约1/4中心频率波长。利用高频电磁仿真软件Ansoft HFSS对所设计的反射阵列进行建模仿真,结果表明:反射阵列在中心频点处的增益为20. 5 dB,1 dB增益相对带宽达到20. 9%。在此基础上调整阵元尺寸,使得反射阵列主波束分别指向φ=0°,θ=30°和φ=0°,θ=-45°方向。所设计的反射阵列具有频带宽、增益高、可设定主波束指向的优点。     

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。     

双频带圆极化紧凑型微带贴片阵列天线设计

利用旋转馈电方法设计双频带圆极化的微带贴片阵列天线。该阵列包括四个金属微带贴片单元与一个金属微带矩形环。每个贴片单元为侧边单点馈电的切角矩形,且关于中心旋转对称。矩形环被放置在阵列中心,与四个贴片单元通过四条微带线相连。该中心矩形环既充当了馈电网络,为阵列提供了产生圆极化波所需的递增相位,又参与了辐射,提高了阵列天线的辐射性能。由于采用了矩形环馈电贴片单元的方式,该阵列只需单层介质板,具有结构紧凑的优点,而且在两个频段内实现了圆极化辐射。经加工、制作并进行测试,该阵列的-10 d B阻抗带宽分别为5.17 GHz~5.59 GHz和5.99 GHz~6.27 GHz,3 d B轴比带宽分别为5.19 GHz~5.49 GHz和6.1 GHz~6.18 GHz。     

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。     

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。     

一种小型化超宽带平面伞状天线

介绍了一种小型化超宽带全向微带天线。提出一种平面伞状贴片天线结构,采用电磁仿真软件HFSS分析该天线的阻抗带宽、方向图及增益特性。仿真与实测样品对比分析表明,提出的小型化超宽带平面伞状天线能够满足工程应用需要。     

FDTD分析时域平面TEM喇叭天线阵

运用FDTD对时域天线阵进行仿真分析,并在外场进行测量研究。结果表明:阵列可以提高增益,增强方向性,该阵列天线适合于用作实际的超宽带雷达天线阵。     

幅相误差对稀疏阵天线性能的影晌

围绕天线阵增益、波束宽度、指向和副瓣电平等指标，分析了幅相误差、阵元失效对稀疏阵列天线性能的影响。应用概率统计原理，导出了具有幅相误差、阵元失效时稀疏阵天线阵增益损失、波束宽度、指向、副瓣电平的估计公式、并得出一些有益结论。     

引入区域量化的相控阵天线维修优化模型

针对大型相控阵天线维修成本高、多部件维修时机难以确定、模型仿真计算困难等问题,提出一种引入区域量化的维修优化模型。建立天线阵列的区域量化模型,将天线阵列维修问题转化成一个由不同区域阵元组成的k/n系统维修优化问题。以使用可用度为约束条件,以单位时间维修费用最小为优化目标,建立引入区域量化的大型相控阵天线多部件视情维修决策优化模型,并通过算例仿真与分析进行了模型验证。结果表明:提出的维修优化模型真实有效,能够很好地解决分布不均匀的相控阵天线维修优化问题。     

相控阵天线关键技术发展趋势

相控阵天线必然朝着降低成本和提高性能的趋势发展,因此从以下几个方面分析其关键技术的发展方向:增加带宽,提高T/R组件的附加功率效率,移相器技术,数字化电路,以及引入稀布阵技术等。对相控阵技术的需求也是对这些相关技术发展的一种重要的推动力。     

机载共形UHF天线的设计与仿真

机载全向天线不但要满足水平面全向的指标要求,而且要与机体表面共形设计,常规的单极子天线和微带天线均无法满足要求。本文设计了一种机栽环形缝隙天线,实现了天线小型化和机载共形。该天线结构简单,满足VSWR〈1．4的频带宽为350～376MHz,满足VSWR〈2的频带宽为338-438MHz,且工作频率范围内的最大增益达到4．2dB。