双层微带贴片天线单元的实验研究

针对微带贴片天线频带较窄的缺点，提出了一种能使频带显著增宽的双层微带贴片天线的新结构，对之进行了宽频带匹配的实验研究。适当地调整上、下两层贴片的位置，并在下贴片的四周加上无源导体条带，得到ＶＳＷＲ≤２时（相对频宽达３０％左右）和ＶＳＷＲ≤１．

扫描波束天线无相位近场测量技术

以寻找高频扫描波束天线近场测量方法为目的,提出了一种结合差分进化算法和迭代傅里叶变换算法的双平面无相位近场测量方法.首先用线极化探头在近区采集正交方向切向场幅值信息;其次使用差分进化算法寻找合适的初始迭代相位;再利用迭代傅里叶变换算法对一扫描面上的相位进行还原;最后使用采样幅值和还原相位结合近远场变换理论求得天线远场方向图.为验证方法可行性,以对称振子天线阵为模型,对不同扫描角时的测量过程进行仿真,均获得良好结果.

大型相控阵天线阵面相位中心定位技术研究

介绍了相位中心的定位方法——相位梯度法,分析了大型相控阵天线远场主瓣相位特性,明确指出大型相控阵天线相位中心位于天线的口径面上。在此基础上,结合相位梯度法与大型相控阵天线相位中心的特点,推导出了大型相控阵天线相位中心的定位方程组,该方程组可直接用于大型相控阵天线的相位中心定位,最后通过求解一个非对称加权的相控阵天线相位中心的实例验证了该大型相控阵天线相位中心定位技术的正确性。

窄波束天线的相位中心定位技术研究

本文介绍了普通天线的相位中心的定位方法——相位梯度法,分并在此基础上,针对窄波束天线的波束特性,分析了其相位中心特征,明确给出了该天线相位中心的定位方程组,该方程组可直接用于相位中心定位。

新型相控阵天线多阶混合馈电技术

提出了一种基于混合遗传算法的新型相控阵天线多阶混合馈电技术,描述了在有限TR组件数量和品种的情况下,可实现相控阵天线低副瓣的技术原理和仿真实例。仿真实例表明,多阶混合馈电阵比密度加权阵和多阶振幅量化阵具有更优的技术指标,且参数调节更具有灵活性,可大大减少相控阵天线成本。且多阶振幅量化阵仅是多阶混合馈电阵的一个特例。此外,对于同时存在随机幅相误差和单元(或TR组件)失效而引起的峰值副瓣电平恶化情况也进行了统计分析。

微波光子相控阵的技术分析与展望

该文探讨了相控阵雷达的发展需求,提出了基于微波光子技术的新型相控阵的架构形式和技术路线。针对其工程实现,凝练了当前所面临的主要科学问题和重大技术挑战,并对未来的研究工作和该领域的发展进行了展望。

AIM结合渐近波形估计技术快速分析目标宽带电磁散射特性

该文将自适应积分方法(AIM)与渐近波形估计(AWE)技术结合快速计算了目标宽带雷达截面(RCS)。通过渐近波形技术实现快速扫频,利用自适应积分(AIM)稀疏存储稠密阻抗矩阵及阻抗矩阵的频率导数,并加速求解泰勒展开系数中的矩阵与矢量相乘计算,提高了计算速度并降低了内存需求。通过结合自动微分技术,计算了该方法所需的格林函数关于频率的高阶导数。数值结果表明,与传统AIM逐点计算相比,该方法在不失精度条件下大大地降低了计算时间。

渐变槽线天线的参数分析与设计

研究了渐变槽线宽带宽角扫描天线阵列的关键参数进行了研究,提出了2种新的改善扫描驻波的方法对渐变槽线天线的研究。一是天线单元内部的结构参数,包括带状线开路段、圆形槽谐振腔、槽指数率、槽长度;另一个方面是阵列中的排布,包括阵列栅格距离、栅格形状。仿真分析借助HFSS进行,最后给出了结果,带宽大于3∶1,E面H面扫描角大于45°。

新型双极化波导缝隙天线研究

传统的双极化波导缝隙天线阵每种极化方式交叉极化都较差,极化端口隔离度不高,尤其是垂直极化波束在进行大角度扫描时,容易出现二次副瓣。针对上述情况,文中介绍了一种新型的双极化波导缝隙阵天线阵,水平极化天线采用非倾斜窄边缝波导缝隙天线阵,垂直极化天线采用非对称脊波导宽边开缝波导缝隙天线阵。通过对该新型双极化波导缝隙阵进行仿真分析和试验研究,发现该组阵方式较大改善了2种极化方式的交叉极化,有效提高了2种极化天线之间的隔离度,可实现宽角扫描,较大改善了整个阵面的性能,具有较好的工程实用性。

微型片式收发组件技术研究

针对采用有源相控阵技术的高分辨率合成孔径雷达(SAR)应用要求,设计制作了一款尺寸小、重量轻、厚度薄、可与片式天线阵面相兼容的片式T/R组件,对该片式T/R组件的接收和发射电路、垂直互连性能进行了仿真分析,并对该T/R组件样机进行测试验证,在X波段获得的测试结果为:接收增益大于24 d B,噪声系数小于3d B,发射功率大于1 W,垂直互连的端口驻波小于1.35,垂直互连的插损小于0.2 d B。尺寸仅为10 mm×10 mm×5mm,可应用于相关工程中。

超宽带全金属Vivaldi天线的设计

设计了一种全金属的Vivaldi天线,当频率为3~17 GHz时,其VSWR〈2,在宽边扫描情况下,VSWR小于2.0的带宽能达到11 GHz. 它不仅具有频带宽、方向性好等特点;同时,它还能解决传统 Vivaldi天线制作工艺复杂、制作成本高、物理强度低等问题,能更好地应用于高功率雷达等领域. 文中利用高频结构仿真软件HFSS对设计天线的几何尺寸进行了优化,并进行了仿真与分析,通过计算天线的驻波比、方向图、增益等性能验证了天线的超宽带、宽边扫描的特性.

低RCS相控阵天线设计

雷达天线是飞机的强散射源之一,对飞机整机RCS的贡献是显而易见的。雷达天线是特殊的散射体,其散射机理比普通散射体更为复杂。相控阵天线在低散射特性方面具有先天优势,对相控阵天线的结构项散射、模式项散射、RCS栅瓣3大强散射源进行了研究,分别对其散射机理进行了分析,并提出了相应的缩减方法,为低RCS相控阵天线的设计提供了依据。采用低RCS综合设计的相控阵天线其散射可以降低10 dB～20 dB,获得很低的RCS散射特性。

采用新型背腔的对数周期缝隙天线

针对超宽带雷达探测系统,提出了一款具有定向辐射性能的背腔式对数周期缝隙天线.该天线由一种具有超宽带匹配特性的渐变共面波导馈电.通过在缝隙天线背面设置谐振腔,使缝隙天线具有定向的辐射方向图.根据矩形谐振腔的特点,设计了一种新型结构的谐振腔,使得天线的驻波比(Voltage Standing Wave Ratio,VSWR)小于2.5.仿真与实测结果表明:天线在整个频带(0.9~5GHz)内具有稳定的定向辐射方向图,新型谐振腔和吸波材料的使用使天线最低工作频率可到0.9GHz,可使天线在整个频带内得到较高的天线增益.设计的天线适于应用在导航、探测以及超宽带(Ultra-wide Band,UWB)雷达等领域.

基于高低频混合方法的梅利逼近扫频技术

将矩量法(MoM)和物理光学(PO)混合方法与梅利逼近结合分析了电大载体平台上天线的宽带辐射特性.在切比雪夫逼近的基础上,通过梅利展开技术实现快速扫频,并利用MoM-PO方法减少矩阵方程中未知量个数,从而大大降低了内存需求和计算时间.相比于切比雪夫逼近,由于梅利展开式为有理函数,提高了计算精度.数值结果表明:该方法可以快速有效地分析大型载体平台上天线的宽带特性.

双层方环可电控FSS吸波屏设计和实验研究

提出了基于双层方环FSS结构的可电控吸波屏,通过加载PIN二极管在X波段实现了对FSS吸波屏吸波性能的电流控制。加工制作了可电控吸波屏的实验样品板并进行了实验测试,分别测量了垂直入射与斜入射情况下、电场极化同PIN管极性所趋方向相同时吸波屏的反射率频响曲线,曲线中保证有效吸收的频带区域的动态迁移范围覆盖了整个X波段。实验结果表明:该吸波屏能够有效吸收入射电磁波,其吸波性能经电流的控制可满足不同的带宽要求,且带宽的可电控特性在垂直入射与斜入射时均达到了预期的目标,体现了双层方环型FSS吸波屏对多角度入射波的适应性。

基于FFT平面相控阵天线方向图快速计算

研究了二维矩形栅格平面相控阵天线方向图快速FFT计算方法,通过严格数学推导过程,揭示了平面阵列方向图与二维FFT之间内在必然联系。借助可见空间的概念,给出FFT应用详解。结合实例,验证处理方法正确性,并检验计算速度。最后,文中描述了切面方向图处理、扫描角精度分析、方向性系数计算等。

一种低栅瓣大瞬时带宽相控阵天线的设计方法

宽带相控阵天线一般利用时延补偿技术来实现。首先分析了波束指向的偏移对相控阵天线带宽的限制。接着对子阵均匀划分、不均匀划分、部分相位加权等方法进行了全面分析和阐述。相位的确定是通过遗传算法实现的。证明了采用这些方法,阵列的栅瓣、波束指向偏移都有较大抑制,带宽相应增加,为宽带相控阵天线的设计提供了参考价值。

级联型高阻抗表面减缩双频天线雷达截面方法

针对双频天线的带内雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)减缩难题,提出一种高阻抗表面(High Impedance Surface,HIS)加载技术的隐身新途径:对应天线的两个工作频段,基于同相反射相位带隙,设计两种HIS结构,进行级联后加载到双频天线结构中,通过二者散射场的对消,实现入射波垂直照射下、天线两个工作频带内RCS的减缩.结果表明:加载级联HIS结构后,双频天线基本保持其原有辐射特性,同时,在两个工作频带内分别实现了5dB和15dB以上的减缩效果.

一种开双C型槽的新型宽带微带天线设计

提出一种新型宽带天线结构，在天线贴片两边缘开两C型槽，以激励出新的谐振点，并在介质与地板间加入空气层，降低Q值，从而在较小体积的条件下实现展宽带宽的目的。通过仿真与测试结果表明，该天线在3．92～4．47GHz频带内反射系数均小于-10dB，方向增益达到8．22dB，具有良好的辐射特性。

低雷达截面的超宽带双环单极子天线

介绍了研制的一种新型可用于雷达低可见平台的超宽带双环单极子天线。该天线利用由金属通孔连接的2个环状结构作为辐射单元,利用两边倒有90°圆弧角的矩形结构设计辐射地板。辐射单元和辐射地板印制在介电常数为2.65的介质材料板上。对天线的辐射和散射特性做了研究,并与参考天线作对比,发现在同样满足超宽带天线的相关指标要求下,文中提出的天线具有良好的雷达截面减缩效果。说明由金属通孔连接的双环结构辐射单元结构可使天线同时具有超宽工作频带和低雷达截面的特性。