面向极端环境的石墨烯人工表面等离激元天线阵

面向极端环境中的通信与探测需求,提出一种石墨烯人工表面等离激元天线阵。该天线采用高导电石墨烯薄膜材料制成,结构形式为人工表面等离激元。其中,人工表面等离激元电磁结构分为传输段与辐射段,传输段用以实现显著的慢波特性与场局域性,进而获得低剖面与小型化;辐射段用以实现高定向性的端射辐射,并进行方向图合成。高导电石墨烯薄膜使天线拥有多种物化环境下的耐受性。经仿真与实测验证,天线整体剖面为50μm,在1000次弯折试验、-200~200℃高低温试验、酸性试验、碱性试验、盐雾试验的极端条件试验后,能够提供5.5~6.5 GHz频段范围内S11参数小于-10 dB良好的阻抗匹配,工作带宽内峰值增益为9.3 dBi。

X波段馈源输出窗高功率微波击穿实验装置

为了开展高功率微波（HPM）馈源输出窗介质击穿实验研究,设计了一种组合型X波段高功率微波（HPM）喇叭馈源击穿实验装置。装置采用变张角喇叭与可移动介质输出窗组合的结构,通过调节变张角喇叭口面与输出窗间的距离,使得介质输出窗内表面电场强度可调。数值模拟结果表明：在满足馈源喇叭驻波比小于1.15,E面和H面基本等化的情况下,当调节变张角喇叭口面与介质输出窗距离在0-400 mm范围内变化时,HPM馈源输出窗上的电场强度变化为32.6-87.0 kV.cm^-1,满足了在真空度3×10＾-3Pa、脉冲宽度20 ns条件下,HPM介质击穿对电场强度变化的要求。根据数值模拟结果,设计加工了HPM介质击穿实验装置,并成功地应用于GW级HPM馈源输出窗介质击穿实验研究。

三镜波束波导在高功率微波天线中的应用

通过对波束波导馈电卡塞格仑天线工作原理的分析,论述了波束波导在高功率微波辐射天线中的应用及设计方法,重点介绍了一套利用波束波导馈电高功率微波辐射天线。该天线利用由三面反射镜组成的波束波导对一个由两个抛物面镜组成的双反射面天线进行馈电,实现了波束的快速扫描。该天线工作在X波段时,功率容量大于1GW,天线增益大于50dB。

超低副瓣天线近场测试关键技术探讨

文中就超低副瓣天线近场测试所涉及的若干关键技术和直接影响测试计算精度的各类误差源进行了探讨 .特别对有关的误差分析补偿方法作了全面的阐述 ,提出了具有理论研究和工程实用价值的见解 .通过在西安电子科技科技大学研制的近场测试系统上的计算机仿真和实验研究 ,结果表明 ,只要进一步提高测试系统的硬软件精度 ,并进行严格的误差分析补偿和诊断调整 。

基于NURBS建模技术的迭代MoM-PO方法分析电大尺寸平台天线方向图

本文采用基于非均匀有理B样条(NURBS,Non-Uniform Rational Bezier Spline)曲面建模技术的物理光学方法结合矩量法(Method of Moments-Physical Optics)分析位于电大尺寸平台附近天线的辐射方向图.文章推导了基于有理贝齐尔曲面的物理光学散射场计算公式.采用驻相法计算有理贝齐尔曲面上的物理光学感应电流积分.利用物理光学散射场迭代矩量法区域的电压矩阵.通过与传统平面片建模的物理光学方法的计算结果对比,说明本文方法的有效性和优点.

天线阵微波和数字波束形成的联合结构与算法

研究了一种适用于平面天线阵的数控微波相移波束形成和数字波束形成的联合结构与算法,并对其进行仿真、测试。这种结构由微波硬件、数字控制硬件和数字信号处理器组成,其中数控微波相移系统采用了开关控制移相设计,射频信号通过微波移相系统完成俯仰面微波波束合成,经过下变频后在中频数字化,然后采用基于FPGA和DSP的数字波束形成自适应算法进行来波的方位角估计和水平波束合成。讨论了联合结构、数学模型、测向原理和波束形成。通过具体的设计和仿真验证结构和算法。仿真和测试表明移相误差小于0.7°,副瓣电平低于-14dB。

HP85301B天线测量系统幅度和相位稳定性的实验研究

在超低副瓣天线测量的研究工作中,对测量系统的幅度和相位的稳定性有严格的要求,本文用实验的方法研究了HP85301B天线测量系统的幅度和相位稳定性,并讨论了影响系统稳定和系统的幅度及相位突变的几种可能的因素,给出了解决问题的思路。

全双工测控链路自干扰抑制设计与实验验证

为解决航天测控业务日益增加与航天测控链路频谱资源紧缺之间的矛盾,提出、设计并实验验证了一种同时同频全双工测控链路的实现架构,采用空域、射频域和数字域联合的多域自干扰抵消机制,在保证测距精度的前提下,达到提升频谱效率的目的。空域自干扰抵消模块设计了共口面馈源高隔离度一体化抛物面天线,收发阵元间采用结构化扼流措施,降低了收发阵元间的耦合效应,提高了天线系统的隔离度。射频域自干扰抵消模块采用多抽头自干扰抵消方法,建立了多抽头重建射频信号模型,以残余干扰功率最小化为目标,给出了多抽头系数的最小范数解。数字域自干扰抵消模块采用重建自干扰抵消方式,建立了数字域非线性自干扰信号模型,提出了最小二乘估计非线性系数的方法。通过计算仿真和外场实验验证了全双工测控链路多域自干扰抵消架构的可行性和有效性,在确保测距精度条件下自干扰总抑制度达到156.5 dB。

一种应用于5G移动通信的小型宽带三极化天线

文中提出了一种应用于5G移动通信的小型宽带三极化天线。该天线采用一对镂空的环形正交半波偶极子作为水平双极化,同时构造一个等效于单极子的平面矩形框作为垂直极化,并分别利用微带集成巴伦和一分四等功分微带线进行馈电。馈电方式的合理选择以及尖锥平面矩形框的巧妙设计实现了天线的宽频带特性,一体化集成式的结构布局实现了天线的小型化。天线结构紧凑,整体尺寸仅为0.27λ_(min)×0.27λ_(min)×0.17λ_(min),其中λ_(min)为最低频率的自由空间波长。为了验证设计,对其进行了加工测试,测试结果与仿真较好地吻合。测量结果显示,天线阻抗带宽为3.00~4.48 GHz(VSWR<2),相对带宽达39.6%,3个端口之间的隔离度大于27 dB。此外,在整个频带内,天线的水平极化增益大于6 dB,垂直极化增益大于3 dB,具有稳定的方向图特性以及良好的定向性,说明该天线在5G小间距阵列与狭小空间中具有较大的实用价值。

HP85301B天线测量系统幅度和相位稳定性的实验研究

在超低副瓣天线测量的研究工作中，对测量系统的幅度和相位的稳定性有严格的要求，本文用实验的方法研究了ＨＰ８５３０１Ｂ天线测量系统的幅度和相位稳定性，并讨论了影响系统稳定和系统的幅度及相位突变的几种可能的因素，给出了解决问题的思路。

脉冲天线近场测量技术

给出了发射信号的脉冲参数,根据时域平面波理论得到了相应的远场特性计算公式,并结合实际要求给出了脉冲天线近场测量系统的配置方案.最后根据实测数据分析了脉冲天线近场测量中要注意的一些问题.

零点填充技术在单脉冲阵列天线中的应用

设计了一种八单元L波段零点填充单脉冲阵列天线,该天线采用双层空气微带形式展宽带宽,通过一分八的合差网络对天线进行馈电,天线的测试与仿真结果有较好的一致性,测试结果表明,该天线在1.03-1.09GHz驻波均小于1.5,方位面形成低副瓣的和差波束,俯仰面具有零点填充赋形特性。最大增益为21d B。分别对串馈与并馈形式阵列天线进行了加工和测试,着重探讨了单元串馈与并馈形式对整体天线性能的影响。

太赫兹近场天线诊断技术研究

在太赫兹天线测量中,相位的获取往往很困难,导致基于幅值和相位信息的天线诊断技术难以实施,针对这一问题,本文研究了一种基于迭代傅里叶变换算法的近场天线无相位诊断方法,首先,采集天线近区两平行平面上的切向场的幅值信息,其次,使用迭代傅里叶变换算法对扫描点位置的相位进行还原,最后,使用口径场反演技术求得天线口径面场分布,并与标准口径场分布进行比较,确定故障单元位置.仿真实验表明,该测量方案可以有效确定故障单元位置.由于移除了相位测量模块,使得测量系统结构得以简化、诊断成本降低.

粒子群优化算法用于阵列天线方向图综合设计

粒子群优化算法是基于一群粒子的智能运动而产生的一类随机进化算法,其优点是算法非常利于理解和应用。本文介绍了粒子群算法的原理和流程,研究了如何将这种方法运用于天线阵的方向图综合上,给出了PSO算法在综合阵列方向图的应用实例,表明粒子群算法在天线阵列综合中具有广泛的应用前景。

高增益低副瓣圆极化微带天线阵的研制

以工作频率为4.14 GHz,5单元圆极化微带天线阵为研究对象,研制出了与馈电网络为一体、具有圆极化特性的微带天线阵。利用不等幅馈电网络实现了天线方向图的低副瓣,采用枝节匹配技术解决了圆极化微带天线阵与馈电网络为一体的工程实现较为困难这一技术难题。在此基础上,研制了天线阵实验样机,并对实验样机进行了测量,实验结果表明;该天线阵具有良好的圆极化特性和低副瓣特性,进而说明了该方法是有效可行的。

舰用短波宽带鞭状天线研究

设计了一副双加载舰用短波宽带7m鞭状天线，建立了矩量法仿真模型，利用遗传算法优化了加载位置、加载网络参数和匹配网络参数，计算了天线的电压驻波比、增益和方向图。实际制作了一副天线并进行了测试，实测的电压驻波比和增益数据与仿真计算结果相吻合，在3．5～30MHz频率范围内天线驻波比小于3：1，在8～30MHz频率范围内平均增益大于2dBi。

具有双陷波特性的超宽带天线设计与研究

提出一种具有双陷波特性的燕尾形平面超宽带天线。天线的辐射体和地板分别采用椭圆和梯形的渐变结构,具有良好的宽带阻抗匹配特性。通过在辐射体上嵌入两种不同类型的缝隙,使天线具有双陷波功能。计算和实测结果表明,天线在通带(2～3.2GHz、4.3～5.3GHz和6.2～14GHz)频段范围内满足电压驻波比小于2,在3.2～4.3GHz和5.3～6.2GHz两个频段内同时具有陷波特性,并且,天线在通带频段内呈现良好的辐射特性。文末结合天线的实测阻抗曲线给出了一个概念性电路,定性地解释了陷波特性的工作原理。

一种新型频率选择表面及其在天线雷达散射截面减缩中的应用

为了减缩天线的雷达散射截面,该文提出一种新型带阻频率选择表面结构(FSS)。对于入射电磁波,该结构与传统方环结构相比具有窄阻带和宽通带特性。因此该结构能代替天线的传统金属地板从而减缩天线的结构项雷达散射截面(RCS)。仿真与测试结果表明该结构作为天线地板可很大程度的减缩天线的雷达散射截面。

阵列天线相位中心的计算与分析

为了得到阵列天线的相位中心,本文从阵列天线的场表达式推导出阵列天线远场区的相位方向图与选取的参考点之间的关系式。并根据该关系式,应用最小二乘法得出了求解阵列天线的视在相心的方法。结合得出的结论,对一个矩形平面阵进行了仿真实验,实验证实了本方法的有效性。同时发现,阵列单元在不同角域内对应的视在相心不同,并且阵列天线的视在相心主要取决于阵列单元在相应角域内的视在相心。

测量微波网络参数的标量检测矢量变换法

提出了用多端口反射计测量微波网络参数的一种新方法———标量检测矢量变换法 .该方法通过标量检测方程 ,利用取样网络的本征参数进行变换求得复反射系数或网络散射参数 ,而求解过程与多端口反射计的比例系数无关 ,从而简化了硬件 ,提高了多端口反射计的可靠性与稳定性 .