毫米波双极化宽带宽角扫描封装天线设计

由于封装天线(AiP)具有高集成度的特点,在封装集成环境下实现双极化结构设计和宽带宽角性能是一个不小的挑战。于是文中基于低温共烧陶瓷(LTCC)工艺,使用正交磁电(ME)偶极子天线,引入桥接方法设计正交臂,提升了天线单元的集成度和偶极子天线的耦合效率,解决了双极化封装天线高集成排布的问题。同时为了进一步提升天线带宽,设计了一种新型类蝶形寄生贴片,最终实现了毫米波Ka频段宽带宽角双极化封装天线的优化和实物加工。基于所加工的9×9双极化阵列(36.50×36.50×1.25 mm^(3)),对阵中单元有源驻波及阵列扫描方向图进行了性能测试及评估,阵中单元阻抗带宽高达24.1%(31.4 GHz~40.0 GHz),中心频点处阵列扫描方向图3 dB波束宽度大于±70°,实现了集成封装环境下小间距阵列良好的宽带宽角特性,能够很好地满足轻薄化宽带宽角扫描毫米波相控阵系统的应用需求。

强激光宽带扫描转镜的傅里叶光学研究

用标量衍射理论对光学系统进行了较详细讨论,并建立了相应的模拟计算软件.对于任意给定的激光及任意给定的输入光束,可以快速计算光束通过光学系统后任意观察区域的瞬时光束功率密度分布;当给定加热工件的运动速度及工件表面对光能的吸收特性后,利用该软件可以模拟给定时间间隔内材料表面吸收的能量分布. 利用任意分布光束作用的激光热处理温度场快速计算方法,可以为光学系统配制相应的热作用计算软件.因此,本研究工作可以作为常用振动镜及各种不同形式扫描转镜光束变换特性深入研究的参考,并为提高宽带扫描转镜及同类光学系统的使用质量提供了方便.(OG8)

激光宽带扫描热处理用锥形多棱镜的参数分析

激光热处理可有效提高材料的使用性能。采用宽带扫描法可使温度分布更均匀 ,热处理引起的变形更小 ,同时减小下一道对前一道的热影响。介绍了激光宽带扫描装置 ,提出了多棱镜宽带扫描的扫描频率、扫描角度、扫描宽度、过剩聚焦长度的解析式。实验研究了扫描高度变化时 ,扫描宽度的变化情况 ,并与解析计算结果进行了对比分析。对SNCM2 2 0 ,SCM44 0两种钢采用 2 k W CO2 激光进行了宽带扫描热处理实验 ,结果表明 ,激光宽带扫描平均硬化宽度可达 15 .5 m m,SNCM2 2 0硬化宽度随行走速度提高减小较快 ,SCM44 0对行走速度则较不敏感。随行走速度提高 ,钢的硬化层厚度减小 。

X波段宽带宽角扫描相控阵天线的设计

设计了一种X波段宽带宽角扫描相控阵雷达系统的小型阵列天线,该天线采用Vivaldi天线做为阵列单元。在考虑阵列单元间的互耦效应下,仿真设计了9×9小型阵列天线,使该阵列天线在相对带宽达40%下的有源驻波系数小于2,其有源单元方向图E面、H面的波瓣宽度分别达到120°、110°以上。对9×9天线阵的实物进行了加工与测试,测试结果说明了该阵列天线具有良好的宽带宽角扫描特性。因该天线结构简单,重量轻,在相控阵雷达天线中有很大的应用价值。

利用宽带音频扫描加载实现复合材料结构质量检测的数字散斑错位术研究

本文系统地分析了数字散斑错位术相关条纹的形成机理,并结合此项技术提出一种新的加载方式宽带音频扫描加载,同时从理论上剖析了该加载方式的可行性,从而构造出一种新的无损测试系统.采用该检测系统对带有预制不同形状和尺寸缺陷的复合材料模型进行检测验证,发现该技术使用方便,检测时不受环境的影响,可以实现现场在线原位实时检测,并能够得到非常真实的检测结果,从而可以实现更为精确的定量计算.

实现频率步进相控阵雷达宽带宽角扫描的一种方法

相控阵雷达天线在进行宽带宽角扫描时,天线波束会“色散”,使得到的距离像展宽,从而降低了系统分辨率。频率步进信号是常用的合成宽带信号,该信号在各脉冲周期内均是窄带的。因此,频率步进相控阵雷达可以通过脉间配相的方法,解决相控阵天线波束随频率“色散”的问题,使其能够在宽角扫描下合成宽带信号,获得高分辨的目标距离像。该方法具有设备变动小易于实现的优点。

数字相控阵雷达步进频合成宽带宽角扫描研究

数字相控阵雷达宽带宽角扫描存在波束指向偏差和孔径渡越问题,导致信噪比降低,脉压主瓣展宽,距离分辨率下降。频率步进信号在各脉冲周期内都是窄带信号,是常用的合成宽带信号,可以在获得距离高分辨率的同时降低对雷达瞬时带度的要求,从而降低了对雷达系统的要求。将步进频合成宽带技术应用到数字相控阵雷达,采用子脉冲移频移相方法可以消除波束指向偏差和孔径渡越影响,实现数字相控阵雷达宽带宽角扫描。并通过仿真计算,给出一些对工程实现有用的结论。

全孔径超宽带宽角扫描有源相控阵天线系统

研究了一种全孔径紧耦合超宽带宽角扫描有源相控阵天线系统设计方法。通过威尔金森功分电路同时激励两个镜像对称偶极子单元,在不组阵方向阵列边缘采用延长型偶极子,消除了截断效应的影响,有效降低低频段的有源驻波,在组阵方向采用垂直金属壁取代哑元作为宽角阻抗匹配层的支撑,实现了天线阵列的全端口馈电。为满足大瞬时带宽及宽角扫描的需求,T/R组件射频链路采用了移相器加频率不敏感的延时器,改善了瞬时大带宽在大角度扫描时的波束空间色散及波形时间色散性能。将超宽带宽角扫描阵面、散热器、T/R组件、波控电源板及后盖板进行堆栈式高密度集成,研制了1×10全端口馈电的超宽带有源相控阵整机。测试结果表明,该阵列天线可跨4倍频程工作,扫描范围可以达到±45°,瞬时工作带宽可覆盖有源相控阵天线系统全频段,对实现综合多功能软件定义卫星在轨演进、降低成本、提高灵活性具有重要意义。

一种电磁耦合馈电宽带宽角扫描微带天线阵列

文中提出一种可实现宽频带大角度波束扫描的低剖面相控阵微带贴片天线。为实现宽带特性,该阵列天线采用了缝隙电磁耦合馈电和双层贴片的设计。由于介质基板的堆叠,微带贴片阵列在高频大角度扫描时往往会受到表面波的影响,从而引发高次模谐振并带来扫描盲区。针对这一现象,通过对堆叠的介质基板开槽抑制表面波传播,从而改善高频的阻抗匹配特性。此外,还在贴片两侧加载寄生条带以优化低频阻抗匹配,拓展带宽并保持低剖面外形。该天线剖面高度仅4.6 mm,约为高频波长的0.19倍,可满足许多低剖面载体平台的应用需求。仿真结果显示,该天线在±45°扫描和±60°扫描时可分别实现57.9%(有源驻波比≤2.25)和44.4%(有源驻波比≤2.75)的相对带宽。基于该设计加工了一款8×8阵列样机。阵列样机的驻波及方向图测试结果与8×8阵列的全波仿真结果吻合良好,有效验证了该微带贴片天线阵列的宽带和宽角扫描特性。

一种低剖面宽带宽角扫描阵列天线的设计

基于超材料技术理念,在考虑阵元间互耦效应下,优化设计了一种低剖面宽带宽角扫描阵列天线,使该阵列剖面为最低工作频率的四分之一波长,相对带宽达55%下,工作频段内中心阵元的平均工作效率高达87%以上,30°扫描角范围内的平均有源驻波系数小于2.0,其阵元方向图E面、H面的半功率波瓣宽度大于60°。研制的6×8阵列样机测试结果说明了阵列天线具有良好的宽带宽角扫描特性,同时该天线具有结构紧凑、重量轻和易于实现的特点,在相控阵雷达天线中有很大的应用价值。

“宽带宽角扫描相控阵天线”专题前言

相控阵天线由于能够在频域、空域乃至时域上按需实现对电磁波的接收与发射调控,在军民用雷达、通信等无线信息系统中具有极其重要的应用价值。平面结构相控阵天线,由于其具有结构简单、成本少、剖面低、易共形、便于与射频电路集成、口径效率高等系列优势,一直是相控阵天线研究与发展的重点方向。而具有宽带、宽角度范围波束扫描能力的平面相控阵天线,在全/准上半空间侦测雷达与通信系统中,将能大大减少系统成本和体积、降低系统复杂性、提升系统综合性能,因而也成为了相控阵天线发展的主要与热点方向之一。

二维宽带宽角扫描相控阵天线分析

相控阵天线因其独特的波束控制能力被人们广泛应用在雷达、通信领域,具备宽角宽带扫描能力的相控阵天线是确保扫描相控阵天线运作的重要技术形式,也是相控天线领域研究的重难点问题。阵列之间的相互作用也被称作是互耦,在这样的作用下会改变单元上电流的幅度和相位分布情况。为此,文章以拓展阵列天线工作带宽和波束扫描范围为基本研究课题,从阵元间耦合控制为基本研究切入点,就宽带宽角扫描相控阵天线的设置和应用问题进行探究。

一种毫米波宽带宽波束双极化微带天线

针对宽波束天线在5G毫米波宽角扫描阵列的应用,设计了一款基于接地金属柱的毫米波双极化微带天线单元。该天线具有低剖面、宽带、宽波束等优点。天线采用双“H”型缝隙耦合馈电,通过寄生贴片与开槽基板共同辐射展宽波束宽度,通过调节接地金属柱结构改变输入阻抗展宽阻抗带宽。实测结果表明,该天线的3 dB波束宽度在24.5~27.5 GHz的频带内(电压驻波比小于1.8)均大于130°,交叉极化比大于18 dB,两个端口之间的隔离度在频带内均高于26 dB。测试结果与仿真结果吻合较好。

CrWMn钢激光宽带相变强韧化处理

采用激光宽带扫描对CrWMn钢进行了相变强韧化处理,对硬化层的显微组织和硬度进行了分析与测试。结果表明,对CrWMn钢激光扫描搭接量的选择12%～16%较好,距表面0.1～0.3 mm处硬度平均可达720 HV。

38CrMoAlA激光宽带相变强韧化处理

介绍了38CrMoAlA在激光宽带扫描作用下各工艺参数对淬火层组织的影响,并对38-CrMoAlA显微硬度进行了测量与分析,38CrMoAlA不同搭接量的选择、38CrMoAlA淬火硬层显微镜组织也进行了观察与分析。

H11模具钢激光宽带相变硬化处理

研究H11钢在激光宽带扫描作用下各工艺参数对淬火层的影响,对H11钢显微硬度进行了测量分析,对H11钢不同搭接量进行了选择,并对H11钢淬火硬层显微镜组织进行了观察分析.

线性调频-Costas频率步进信号分析及宽带合成处理

针对宽带宽角扫描相控阵雷达系统高精度测距、测速应用需求,提出了脉间Costas编码跳频、脉内线性调频调制的信号形式。通过对信号建模及距离-多普勒二维模糊度函数的分析表明,该信号形式综合了线性调频信号和Costas编码的优点,具有接近理想图钉型的模糊函数,可实现距离-速度的二维高分辨率。推导了线性调频-Costas频率步进信号宽带合成的处理方法,并通过仿真验证了该算法的有效性。

与耦合线一体化设计的宽带宽角天线单元

提出了一种新结构形式的宽带宽角扫描天线单元,对其监测耦合线与天线单元进行了一体化设计。该结构形式可以保证相控阵天线系统中监测系统的稳定性。所设计出来的相控阵天线单元相对带宽超过25%,能够实现二维±60°的宽角扫描。单元上集成设计的耦合线,其各个端口间的耦合系数一致性很好,同时带内起伏也比较平坦。

一种基于方向图重构机制的宽带宽视角相控阵天线

本文提出了一款风车形方向图可重构单元及其作为阵元的二维平面宽带宽视角扫描相控阵天线。所提出的单馈方向图可重构单元天线由辐射贴片、直流偏置电路以及宽带人工磁导体(AMC)反射面构成。其中,辐射贴片为馈电结构可重构的4个Vivaldi缝隙组成的风车形贴片,它能够通过改变PIN二极管的通断以实现宽带内四个端射方向上的波束切换。此外,将AMC反射面加载于辐射结构的后端,使得最大辐射方向由原来的端射方向调整为准端射方向,这样有利于单元天线组阵后的扫描波束能够覆盖到侧射方向。对该天线单元及其构建的8×8均匀平面相控阵天线进行了仿真与分析。仿真结果显示,所设计的阵列天线同时具备了宽带宽视角二维波束扫描性能,其在5.4~6.1 GHz的工作频带内可以实现±60°范围内的二维波束扫描。同时,阵列的增益波动小于4.3 dB,并且具有较低的旁瓣电平。

回转机械扭振测量技术研究

本文设计出一种宽带扫描激光多普勒扭振测量仪 ,由于使用了宽带扫描技术 ,从而使得系统具有测量动态范围大、测量精度高。