时域天线阵列半功率波束宽度计算

对于冲击雷达系统中的时域天线阵列,提出点源近似模型,用来计算时域超宽带天线阵列辐射瞬态电磁脉冲的场方向图以及辐射波束的半功率波束宽度。采用点源近似模型计算的半功率波束宽度和CST仿真结果一致,并和实验测试结果吻合得很好。实验表明,阵列辐射瞬态电磁脉冲具有波束聚焦特性,点源近似模型可以作为一种简便的方法,对时域天线阵列的参数进行分析。

安装姿态对天线方向图水平面半功率波束宽度测试的影响

为了研究安装姿态对天线方向图水平面半功率波束宽度测试的影响,通过仿真分析及实测验证的方法,研究了天线姿态及抱杆姿态存在俯仰偏移时对天线方向图水平面半功率波束宽度测试的影响,仿真分析了双通道900天线、双通道1800天线、FAD宽频智能天线存在安装姿态差异时,对水平面半功率波束宽度的影响,并通过实验证实了安装姿态差异对方向图水平面半功率波束宽度的影响,为在测试中科学合理地架设天线提供了参考。

随机误差对数字波束形成系统性能的影响

文中针对数字波束形成系统,推导出阵列天线的通道幅相误差和阵元位置误差对波束方向图的第一副瓣、零陷深度及半功率波束宽度影响的一般规律。并且对数学公式进行了详细的推导。分析与仿真结果表明:随机误差对波束方向图性能的影响主要与天线阵列的权系数和阵元数目有关。

一种波束赋形可调的导航天线设计

提供一种新的调节半功率波束宽度的思路,并设计了一款可实现波束宽度变换以应用于不同波束赋形场景的北斗二号B3频段的导航天线。基于四阵元双馈源的微带贴片天线阵列,在HFSS有限元仿真软件中根据理论进行建模仿真并优化。在保持右旋圆极化的基础上,不用改变阵列的结构,只需适当调节各个阵元激励的幅度与相位,就能实时缩小或者扩大半功率波束宽度,分别实现主瓣方向可调的定向波束赋形与宽波束赋形以应对不同的工作环境,并且具有定向抗干扰能力。仿真结果表明:定向波束赋形与宽波束赋形在B3中心频点的最大增益分别约为7.13,3.56 dBi,半功率波束宽度分别为52°,119°,3 dB轴比宽度分别为90°,166°;在整个B3频段内各个馈电端口反射系数低于-11 dB,相邻端口隔离度低于-28 dB。设计的波束赋形方式可调的导航天线适用于在无遮挡的开阔空间与特定的遮挡环境之间经常切换的工作场景,改善传统的机动式导航终端在“城市峡谷”等高遮蔽角环境下增益较低的缺点。

基于超材料的高水平面增益全向型天线

为了提高通信覆盖范围,设计了一个具有高水平面增益的全向天线。提出了一种由4个U型条带和2个十字形条带组合而成的负介电常数(ENG)超材料结构,通过将超材料结构组成阵列并放置于全向天线的上方,改变了天线的辐射方向图,使得天线在水平面方向的增益得到增强。测试结果表明,天线可以工作在5.84 GHz~6.14 GHz频段内,天线在5.9 GHz处的半功率波束宽度(HPBW)由80°减小到了33°,在整个通带内天线的水平面最大增益达到了3.61 dBi,较改善前提高了2.15 dB。

FDA对比幅法单脉冲测向的角度欺骗

基于相控阵的干扰机在对目标雷达施放干扰的过程中,其辐射信号会被敌方的无源探测雷达所捕获。基于频率分集阵列(FDA)干扰机结构,提出一种针对敌方相邻天线比幅单脉冲测向系统的角度欺骗方法。首先,在建立FDA模型的基础上计算出FDA雷达的半功率波束宽度。然后,将半功率波束宽度代入相邻天线比幅单脉冲测向系统,通过仿真,系统分析了FDA干扰机对比幅法无源测向系统的角度欺骗效果及误差影响。仿真结果表明,远场条件下,FDA干扰机对测向系统具有良好的角度欺骗效果。

圆柱共形介质埋藏微带天线设计与研究

将天线进行介质埋藏可解决传统天线裸露在空气中受到氧化腐蚀等问题,同时增强天线的隐蔽性,扩宽天线的带宽.共形天线不仅可以提供期望的天线性能,还不会影响载体本身的机动性能.文章将介质埋藏和共形结合提出了圆柱共形介质埋藏微带天线,并使用电磁仿真软件CST对该天线进行了设计优化和仿真实验,同时制作了实物天线,进行了测试.测试结果表明:该天线反射系数小于-10dB的工作带宽为440 MHz,比埋藏前的工作带宽340 MHz增加了29.4%;在工作频段内最大增益达到8.0dB,相比埋藏前的最大增益8.5dB降低了0.5dB,但是该天线的增益还是达到实际天线要求的,且增益降低幅度小.所设计天线在方向图、驻波比、阻抗匹配等性能上都满足实际条件,并且具备更宽的半功率波束宽度.

分布式天线系统(DAS)天线测试方法探讨

通过对200多副DAS天线增益和水平面半功率波束宽度两项技术指标的测量,发现远场与近场测试数据超出测试误差范围。采用DAS壁挂天线在远场和近场进行对比测试,得出天线主极化、交叉极化的水平面方向图和增益,并将之叠加得出合成方向图和合成增益,得到天线的水平面半功率波束宽度和增益,且远场合成后的数据与近场基本一致。由此提出DAS天线远场功率合成测量方法,可为运营商进行DAS覆盖设计提供准确依据,确保移动通信网络有效运行。

一种新型的双频高增益天线设计

为了适应现代双频通信系统的要求,该文将褶皱结构的透波增强特性应用于天线设计中,并在中心圆孔处添加环形金属柱,设计了一个双频高增益天线。仿真和测试结果表明,在12.7 GHz和14.4 GHz处,天线的增益分别为12.0 dB和12.9 dB,相对于传统天线分别提高了5.6 dB和6.3 dB。此外,天线的半功率波束宽度(Half Power Beam Width,HPBW)也得到了较好的优化。

改进型准八木微带天线

常规准八木微带天线受振子结构的限制,阻抗带宽有限。针对准八木微带天线的阻抗特性提出2种改进方案。方案一是在保证辐射带宽的基础上,利用"领结"型的贴片形式有效展宽天线的阻抗带宽。方案二通过改变引向器的结构,使其工作于C波段。仿真结果表明,2种改进型天线都达到了50%以上的阻抗带宽(反射系数小于-10 dB),验证了方案的有效性。

轨道根数对极轨气象卫星数据接收的影响

如果轨道根数不准确,由其计算出的地面数据接收站的天线程序控制跟踪数据就存在偏差,会导致天线不能准确跟踪过境卫星从而无法获取卫星数据。以风云三号数据接收为例,给出了轨道根数的计算方法,分析了由错误轨道根数导致的接收卫星数据失败的原因,从理论和实践上指出在极轨卫星数据接收中轨道根数的重要性。提出事先检验轨道根数,并纳入制定极轨卫星数据接收策略的必要性。

汽车雷达微带阵列天线设计

为提高汽车雷达性能,设计了一款汽车雷达天线,采用4×8微带阵列天线形式,设计中心频率为24.1 GHz,采用指数加权的方式设计馈电网络,以降低副瓣。在HFSS电磁仿真平台上对其进行仿真、优化。仿真结果显示天线最大增益为21.4 dBi,副瓣电平低于-15 dB,H面半功率波束宽度约为10°,在24～24.5 GHz频段性能稳定。天线整体长约70 mm,宽约36 mm,体积小。将该天线应用于汽车雷达可以探测车辆和障碍物的速度、距离、角度等信息,从而实现防撞预警、盲点侦测等功能。

八边形SSRR结构左手材料及其在微带天线中的应用

提出了一种基于八边形单开口谐振环(Split Single-Ring Resonator,SSRR)结构的左手材料,在6.7~11.5 GHz工作频段内该材料的等效磁导率和介电常数均为负值。利用左手材料的平板聚焦特性,将该结构的左手材料作为覆盖层置于中心工作频率为11.4GHz的微带天线上方,以提高天线的定向辐射能力。研究结果表明,加载左手材料覆盖层后微带天线E面和H面的主瓣半功率波束宽度(HPBW)分别缩减了37°、41°,增益提高了2.9d B。

一种新型宽带双频板基天线设计与实现

研究并设计一种新型宽带双频单极子天线,工作频段为900 MHz和1. 8 GHz,可在以物联网为代表的自持供电传感节点等系统中应用。基于单极子天线尺寸设计原理分析的基本结果,通过对天线双臂在不同等效电长度下的辐射特性研究,开展G型天线的优化仿真设计和研发。利用矢量网络分析仪和3D天线自动测试系统得到仿真和测试吻合的结果。实测结果表明:天线的半功率波束宽度分别能够达到73°和126°,天线的反射系数小于-10 dB的阻抗带宽分别是90 MHz(860～950 MHz)和0. 6 GHz(1. 55～2. 15 GHz),相对带宽分别是10%和33. 3%,不圆度分别低于2. 6和5. 7 d B,电压驻波比均小于2. 04。该天线实现对目标频段范围内的完全覆盖,得到大的波束宽度、宽带、双频等特性,天线结构简单,易于加工,实用性强。