BDS机载天线增益适航性分析与验证

基于航空无线电技术委员会(Radio Technical Committee for Aeronautics,RTCA)等的相关技术标准,结合卫星通信链路预算理论,给出全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)机载天线增益适航性分析的理论方法,并对北斗卫星导航系统(Beidou Navigation Satellite System,BDS)机载天线增益进行适航性分析计算。以BDS机载天线增益适航性分析结果为设计指标进行BDS B1I频段机载无源天线的验证设计与仿真。BDS机载无源天线仿真结果满足设计指标,并具有良好的低仰角增益与圆极化性能。证明了所给GNSS机载天线增益适航性分析方法的可行性与BDS机载天线增益适航性分析结果的合理性。

微带线耦合馈电的低RCS微带天线设计

设计一种微带线耦合馈电的低雷达散射截面(RCS)微带天线,天线工作频带为BD2 B3。通过提高介质基板的介电常数使天线小型化,并采用微带线耦合馈电技术,经仿真和实测结果表明,天线结构简单,调频容易,辐射性能优于同轴探针馈电微带天线,并有效地缩减了天线频带内的RCS,最大缩减量达到了30dB。

用于卫星定位的多叉单极子阵列天线设计

针对两种现有卫星定位系统对天线的性能要求,设计出星形切角辐射贴片,并将其与具有高辐射强度和优良定向辐射工作能力的微带单极子天线、具有宽频率范围辐射性能的多叉单极子结构、具有超强频率兼容性的不对称阵列天线相结合,设计了能够兼容全球定位系统和北斗卫星导航系统的多叉单极子阵列天线。该天线兼具高性能冗余天线和定向辐射天线的优点,能够完全覆盖现有卫星定位系统工作频段,是一款具备较大应用潜力的高性能卫星定位天线。

多模卫星定位导航系统的宽带天线

为解决单一系统覆盖空白和定位精度低的问题,提出一种多模卫星定位导航系统终端的宽频带圆极化微带天线.通过选用低介电常数泡沫材料组成叠层微带天线结构,采用宽带功分相移网络和倒L带条近耦合四臂平衡馈电,充分展宽了天线的阻抗带宽和圆极化带宽.功分相移网络采用带状线四周封闭结构,抑制了馈电网络寄生辐射对天线方向性的影响.给出了天线的设计思路,分析了结构参数对天线性能的影响.仿真结果表明:天线具有较好的特性,驻波比<1.5的阻抗带宽达48%,轴比<3 dB的圆极化带宽达67%.对天线进行了加工测试,测试结果与仿真结果具有较好的一致性,并且在工作频带内天线增益高于6 dB.设计的天线能满足接收多模导航卫星信号的要求,具有良好的应用前景.

基于左右手复合传输线的威尔金森功分器

基于左右手复合传输线(CRLH TL),提出了一种新型并行馈电的Wilkin-son功率分配器。采用奇偶模分析方法证明了在Wilkinson功分器中用左右手复合传输线替代传统传输线的可行性,有效减小了功分器的尺寸。同时利用左右手复合传输线较平滑的相频特性,拓宽了新型左右手复合传输线功分器带宽。实测结果表明:和传统Wilkinson功分器相比,左右手复合传输线功分器带宽能大幅度提高带宽,减小器件面积。另外与串行馈电CRLH功分器相比,由于左右手复合传输线Wilkinson功分器结构对称,各输出端口具有很好的相位一致性,隔离电阻的存在,使其各端口间也拥有较好的隔离度。

近程毫米波全息成像算法

针对近程目标毫米波成像过程中由于相位干涉而导致成像分辨率下降的问题,把全息成像算法引入到近程毫米波成像。该算法通过电磁波从空间域到波数域的转换,针对电磁波的波前球面弯曲,在空间波数谱上有效调整各阵元信号的相位,使之同相相加,从而有效抑制干涉效应,提高成像分辨率。以上算法对目标尺寸有一定的限制,对于大尺寸目标的成像,提出了波数域外推算法,通过对测量面和源面的合理外推及截取,有效抑制了卷绕效应和Gibbs效应,同样提高成像质量。

二维近程微波全息成像算法

二维近程微波全息成像技术已被考虑应用于人体安检、医疗成像、隐匿武器检测等,该技术采集前、后向散射数据,入射场完全由测量或模拟直接获得,成像质量和分辨率相比近程毫米波全息成像技术有一定提高。但该技术现阶段还没有成像系统,仍处于起步阶段。对于该技术的算法实现,给出了一套利用任意复杂电磁计算(feldberechnung bei korpern mit beliebiger oberflache,FEKO)软件模拟目标散射波和入射场,并对获取数据进行网格化方法处理,最终将处理后数据重构目标图像的实现方案。在此基础上,证明了真实的入射场和前向散射数据对成像效果影响显著,同时分析了不同扫描孔径、天线位置、复杂物体的成像效果,并给出相应结论,为实际应用提供参考数据。

Ku波段宽频带双极化微带天线阵的设计

综合运用了口径耦合的馈电方式、不同介电常数基片及双层贴片结构展宽了微带天线的频带,设计出一种用于Ku波段双极化宽带微带天线单元。并由该单元组成了四单元微带天线阵,制作了实验模型。测量的结果表明,两端口VSWR<1.5的相对阻抗带宽分别为21%和20.7%,隔离度大于17dB,与仿真结果一致。

导航卫星阵列天线的快速现场系统校准算法

阵列天线接收处理全球卫星导航信号时,由于天线和射频前端的非理想性,会在不同方向卫星信号中引入不同的载波相位偏差,从而破坏卫星导航接收机距离观测量准确性。针对此问题,提出了一种易实现的卫星导航阵列天线的快速现场系统校准算法。校准过程分为通道校准和天线校准:通过开机和周期进行的通道校准实现阵列天线接收射频前端的通道响应测量;通过与接收处理不同卫星基带数据的数字接收机配合,实现阵列天线的现场阵列流形矢量校准。仿真验证了所提校准算法的正确性和有效性。

高精度导航型天线通用规范研究和编制

随着自动驾驶、无人机的飞速发展,亚米级、厘米级甚至毫米级的高性能、高可靠性、高精度天线的需求日益增加。作为卫星导航系统的发射/接收单元,终端天线性能好坏直接影响系统整体性能。而高精度导航型天线通用规范的空白,极大限制了包括无人机航测在内的卫星导航航空装备产业化。对此,笔者综合考虑高精度导航型天线的适用性、技术先进性、经济合理性、可靠性和兼容性等性能要求,对高精度导航型天线的技术要求、测试方法、质量评定程序以及标志、包装、运输、贮存要求提出统一规范。

电小尺寸锥台上单馈圆极化共形导航天线阵设计

在电小尺寸锥台上,设计并实现了一款工作于GPS L1频点(1.575GHz)和北斗B1频点(1.562GHz)的锥台共形水平全向圆极化微带天线阵。采用HFSS软件仿真,比较分析了锥台共形对贴片天线阵单元S11、轴比、增益等参数带来的影响,通过对辐射贴片尺寸调整,改善其圆极化性能,提高了圆极化增益。加工实物天线阵样机,测试结果表明,该天线阵在1.556~1.578 GHz频段内S11≤-10d B,在GPS L1频点和北斗B1频点处,水平全向增益最大值分别为2.08d B和1.19d B,增益不圆度小于2d B,实测结果证明该天线具有良好的水平全向圆极化辐射性能。

基于LabVIEW学生宿舍智能监控系统研究

目前学生宿舍管理普遍采用的是查勤老师、值班阿姨和红外设备等监控方式,这些方式存在不能全面监控宿舍情况、不能有效保证学生隐私和对管理者来说费时费力等许多不足之处。在此基础上,采用"物联网"技术和NI PXI-6221数据采集卡以及网络通信等技术组合来构建学生宿舍智能监控系统,该系统能实现实时显示、网络查询、存储与管理、报警和解除危险等宿舍智能监控和管理功能。

近程毫米波被动扫描成像特性研究

针对近程毫米波辐射计扫描成像分辨率低、图像模糊的问题,采用天线近程辐射特性融合极大似然估计方法对图像进行高分辨率恢复。首先分析了系统天线的近程辐射特性,它是影响成像质量的最主要因素。分析表明近程条件下天线辐射特性大大改变,增益减小,尺度变大,在此基础上估计了扫描体制下图像的点扩散函数,最后用极大似然估计方法对金属环的被动毫米波图像进行了高分辨率恢复。结果表明经过恢复的图像提高了分辨率和目标识别率。

非接触式TYPE A智能卡天线的设计

依据射频和天线的原理以及国际标准ＩＳＯ１４４４３对射频卡信号的具体要求，给出了Ａ类射频卡 读写器中天线设计的方法．包括天线的基本原理、品质因素Ｑ的确定、天线电器参数的 测试、输入阻抗的匹配等内容．

应用于北斗导航终端的小型圆极化微带天线

提出了一种适用于北斗卫星导航终端的小型圆极化微带天线,该天线通过在微带天线基片中加载四个接地探针圆盘来实现天线小型化,利用不同半径圆盘对辐射贴片的耦合来实现微带天线的圆极化。天线尺寸为0.215λ_0×0.215λ_0×0.03λ_0(λ_0表示在自由空间中天线中心工作频率对应的波长)。测试结果表明:该天线S_(11)值低于-10 dB的带宽为53 MHz(1.587 GHz^1.640 GHz),3dB轴比带宽为19 MHz(1.608 GHz^1.627 GHz),完全满足北斗一代卫星导航终端L频段的应用需求。

表面开十字形辐射槽的新型GNSS贴片天线的研究和应用

研究了一种表面开十字形辐射槽的新型贴片天线,并与同频率的一般贴片天线做性能对比,研究结果表明,此类新型贴片天线具有频带宽和形状小的突出优点.将其应用于一种精确测量型的GNSS双频天线设计,充分展宽了天线的阻抗带宽和轴比带宽,设计的天线可以接收全频段GNSS导航系统信号.采用HFSS软件仿真的结果显示,它的阻抗带宽、轴比带宽、增益和相位中心稳定性等性能参数都较好,并且表现出良好的圆极化性能和小型化效果,尤其适合于手持式精确导航终端,具有良好的应用前景.

一种易调谐的小型GPS微带天线设计

提出了一款新颖的易调谐小型GPS微带天线结构。采用正方形贴片作为辐射单元,通过切角微扰实现右旋圆极化辐射;在贴片中心开槽和四周开缝,利用贴片曲流技术减小天线的尺寸;使用同轴中心馈电加载微带匹配段,实现阻抗的匹配。文章给出了天线的设计思路,并进行了大量的电磁仿真优化,最终对天线进行了加工实验。实验结果表明,在设计的频带内,天线具有较好的阻抗匹配和圆极化辐射特性。该天线具有结构紧凑、易于调谐的特点,具有良好的应用前景。

一种相位中心稳定的层叠双频导航天线设计

导航系统中,天线相位中心稳定性是高精确度导航定位的关键,为了达到这一技术要求,介绍了一种相位中心稳定度较高的层叠双频段圆极化导航天线。天线采用双层空气腔耦合天线结构,两馈电点馈电,可获得较宽的频带宽度和较高的相位中心稳定度。仿真和测量结果表明天线的相位中心稳定度小于1.72 mm,设计实用、可行。

滚动汇流环技术的发展和应用综述

首先介绍了滚动汇流环的工作原理,详细分析了滚动汇流环的主要特点,随后对其发展历程及今后发展趋势进行了阐述,最后论述了滚动汇流环的应用现状,并对其未来前景作了展望。

Ku波段宽频带高增益微带天线阵设计

微带天线的窄频特性是限制它广泛应用的原因之一。为增大微带天线的阻抗带宽,综合运用了缝隙耦合的馈电方式、双层贴片结构,在叠层贴片间引入空气层等技术,设计了一种适用于Ku波段的宽频带天线单元,并由该单元组成了十六元微带天线阵以获得高增益阵列,最后制作了实验模型。测量结果表明与仿真结果一致。