三维混合域重建算法在太赫兹全息成像中的应用

提出了一种三维混合域重建算法,该算法在垂直方位向采用空间波数域匹配滤波,结合距离水平方位域后向投影技术完成目标三维重建。与三维波数域算法相比,该算法不仅避免了复杂的三维Stolt插值,还继承了后向投影技术便于处理运动补偿的优点。相比传统的三维时域后向投影算法,该算法通过在垂直方位向的波数域处理,运算量显著减少。通过对0.2THz波段仿真和实验数据的重建,验证了算法的正确性和有效性。

一种基于离散实镜像理论的修正物理光学法在金属平行板内嵌电大尺寸结构中的应用

传统的物理光学法(PO)能够方便高效地处理开放空间中电大尺寸结构的电磁散射问题,并且通常能获得较好的精度。然而,对于电大尺寸结构内嵌在金属平行板之间的这种特殊问题,传统的PO方法不再适用,而采用全波分析方法来处理往往需要消耗巨大的计算资源。该文在离散实镜像理论的基础上,提出了一种修正的物理光学法(DRMI-PO),基本思想是先将金属平行板间的激励电磁流展开为傅里叶级数,再对级数的每一项分别应用2维物理光学法求解场,最后把所有求得的场解作线性组合。与多层快速多极子(MLFMA)的全波方法相比,DRMI-PO在解决该类特殊结构的电磁仿真问题时能在保证足够高精度的同时大幅度提高计算效率;作为应用实例,对两种不同极化方式的太赫兹波段扇形波束扫描天线分别进行了DRMI-PO数值仿真与实验测试,结果表明仿真和实验得出的天线方向图吻合较好,从而证实了DRMI-PO方法的有效性。

一种T形太赫兹成像系统的设计(英文)

为了获得较高的帧速率以及降低成本,提出了一种带有波束扫描功能的T形太赫兹成像系统.系统包含两个共极化扇形波束扫描天线,它们以T字形正交摆放.收发天线具有基本相同的内部结构,由角锥喇叭馈源、产生扇形波束的椭圆主反射体以及用于实现波束扫描功能的旋转次反射体构成,而所有这些元件都镶嵌在两个平行金属板之间.给出了T形太赫兹成像系统的具体设计,提出了设计高性能扇形波束扫描天线的系统化方法,最后给出了一些实验的成像结果,以论证系统的功能.

W波段波束波导天线系统的设计

介绍W波段波束波导天线系统,包括双模圆锥喇叭馈源、双抛物面波束波导和偏置卡塞格仑天线。设计的24dB增益且易于加工的双模圆锥喇叭馈源具有圆周对称的辐射方向图。在此喇叭馈源的基础上,设计出双抛物面波束波导和偏置卡塞格仑天线。仿真结果表明,设计的双抛物面波束波导可以很好地将喇叭馈源映射到偏置卡塞格仑天线副镜的焦点。采用物理光学法对整个天线系统的幅度方向图进行仿真分析,结果显示该波束波导天线具有高增益、低旁瓣和较高的极化纯度。

波束波导馈电的新型偏置近场卡塞格伦天线

提出一种新型偏置近场卡塞格伦天线,天线的主副镜均由具有圆口径的抛物面镜构成,给出了主副镜的几何参数和设计方程。采用非传统且适应高功率应用的波束波导进行馈电,天线系统(含波束波导)采用了几何光学和去极化的设计方法。根据照射锥削角和高斯束腰设计了方向图圆周对称的波纹喇叭馈源。在此馈源喇叭的基础上,根据高斯波束法得到波束波导各镜面尺寸。采用物理绕射理论对一个设计实例的方向图进行分析,证明该天线系统具有极低的交叉极化电平和旁瓣电平。

超宽带矩形微同轴平面对数周期天线

在宽带电子系统轻量化的需求下,基于MEMS矩形微同轴技术设计了10 GHz~50 GHz的超宽带平面对数周期天线。天线采用三节矩形微同轴阻抗变换实现160Ω到50Ω的宽频带阻抗匹配,并通过矩形微同轴转共面波导进行馈电。为展现微同轴的馈电优势,验证设计的微同轴平面对数周期天线性能,制备了50Ω矩形微同轴传输线和天线实物并进行了测试。实测结果表明,在10 GHz~50 GHz频段内,矩形微同轴传输线传输损耗<0.22 dB/cm,两根间隔0.15 mm的矩形微同轴传输线间隔离度>60 dB。天线实测反射系数<-8 dB,增益>4 dBi,增益波动<1.6 dB。

一种Ka频段宽带宽角扫描微带天线

针对低剖面微带天线带宽窄的问题,设计了一种高度仅为0.11λ0的双层贴片开槽微带天线,通过双贴片同时馈电的方式,展宽了微带天线的带宽,实现了驻波带宽达到17.9%。经过HFSS (High Frequency Structure Simulator,高频结构仿真器)设计仿真结果表明:该天线单元具有良好的阻抗匹配特性,驻波带宽在17.9%,增益为5.89 d B,符合宽带天线的标准。将该天线单元组成6×6阵列,通过仿真分析得出,天线在31.0 GHz~36.5 GHz频带范围内VSWR(电压驻波比)≤2,相对带宽达到16.4%,增益达到20.28 d B,-60°~60°扫描范围内具有良好辐射特性。该天线具有小型化、易于集成、制造简单等优点,可用于多种通信系统中,应用前景良好。

基于FEKO的太赫兹天线设计与SAR成像仿真研究

采用FEKO软件的多层快速多极子算法(MLFMM)和高低频混合算法(MOM/PO)分别对太赫兹双模喇叭馈源及SAR天线进行了仿真。基于FEKO计算的SAR天线口面场分布,结合近远场外推和互易定理,得到了典型金属目标的反射回波信息并用于成像,完美的重建结果展示了设计的太赫兹SAR成像系统的性能。

一种Ka频段高效率圆极化宽角扫描波导缝隙相控阵天线

该文提出一种新型小尺寸、低剖面、“f”字型波导缝隙圆极化器,高度仅1/6波长,宽度约2/5波长。基于该圆极化器,设计了一种高效率、低剖面、圆极化脊波导缝隙线阵天线。为满足空间应用中对轻质、高效率、圆极化、±60°宽角扫描相控阵天线的需求,采用该线阵天线作为阵元设计、仿真并实现了16阵元Ka频段脊波导缝隙相控阵天线。仿真和实测结果表明,该相控阵天线可实现1维±60°宽角扫描。在扫描角范围内,相控阵天线的轴比小于4.1 dB,增益下降小于4.3 dB。在0°扫描角工作时,天线的实测增益为35.9 dBi,辐射效率接近85%。

应用于太赫兹成像的频率扫描Pillbox天线

设计了一款0.2THz波段频率扫描pillbox天线,包括频率扫描馈源和pillbox。频率扫描馈源采用矩形波导阵列激励角锥喇叭形式,pillbox则由平行金属板波导和偏置抛物柱面构成。仿真结果表明,馈源在0.186THz^0.203THz频带范围内可实现±20°波束扫描,且频带内驻波比小于1.6。结合平行金属板波导和偏置抛物柱面在两维方向上的波束聚焦,从而可实现点波束辐射且辐射点波束沿天线口面方向500mm长度范围平移电扫描。若将天线放置在升降平台上,结合平台的垂直向运动,可实现单通道低成本两维高分辨率太赫兹实时成像。

超宽带矩形微同轴滤波器制备及性能分析

在射频微系统对高性能超宽带滤波器的需求下,基于矩形微同轴制备技术研究了10GHz^50GHz的超宽带矩形微同轴滤波器的设计及制备。在矩形微同轴传输线的电路基础上进行电路实现,对超宽带矩形微同轴滤波器模型进行仿真试验,结果显示,在10GHz^50GHz工作带宽内插入损耗小于0.8dB,回波损耗优于17dB,带外抑制达到45dB。基于矩形同轴结构的制备流程经过九次光刻-电铸-平坦化过程及一次介质支撑结构光刻后完成十层滤波器样件的制备,测得制备的滤波器样件性能与仿真曲线基本吻合,在40GHz时插入损耗为0.6dB,回波损耗为21.6dB,在5GHz和55GHz时带外抑制分别为41.8dB和43.9dB。矩形同轴结构的低损耗、高频段等优点在该超宽带矩形微同轴滤波器中有良好的体现。

卫星高速数据传输领域中的相控阵技术应用研究

分析有源相控阵技术在高速数据传输领域的应用特点,指出卫星数传领域中使用相控阵技术需要在设计应用过程中关注的若干指标,可作为相控阵数传系统总体设计指标分解依据及参考。最后,搭建无线外场测试环境,验证在高速数据传输中使用有源相控阵天线的可行性和可靠性。

基于Pillbox结构的W波段电扫描反射阵天线设计

设计一种基于Pillbox结构的W波段电扫描微带反射阵天线,它由加载在双平行板(pillbox)内部的角锥喇叭馈源和微带阵列天线构成。采用1×2缝隙耦合微带作为反射阵元,利用HFSS软件集总RLC边界条件设置等效电路模型,实现了加载PIN二极管的微带阵元建模。通过切换PIN二极管的偏置状态,在94GHz频率处实现了1bit数字移相。整阵仿真结果表明,设计的Pillbox反射阵天线在92GHz^96GHz频段内,可实现±40°一维扇形波束电扫描,扫描状态下全频段反射驻波比小于1.8。