卫星赋形天线矩形同轴线馈电网络的FDTD分析

采用时域有限差分 (FDTD)方法分析了构成卫星赋形天线馈电网络 (BFN)的矩形同轴线各种不连续性结构的散射特性 .该方法通过模拟波的传播过程直接求解结构的散射参数 ,与模匹配方法相比 ,分析过程大为简化 .将计算结果与实验值进行了比较 ,二者吻合很好 。

卫星阵馈反射面多波束天线赋形波束的性能分析

该文主要对赋形波束的性能与波束宽度和波束间隔间的关系进行了一般性的研究。首先提出4个能够描述赋形波束性能好坏的性能指标。然后给出波束赋形问题的数学模型,这个模型建立了赋形波束的性能指标与波束宽度和波束间隔间的关系。接着应用泛函分析理论推导了波束赋形问题的一般解,同时通过对这个一般解的讨论,从信号与系统的角度阐明了波束赋形的机理。最后通过一个实际的例子分析了波束赋形的两个参数波束宽度和波束间隔与性能指标之间的变化关系,并提出了选择最佳波束宽度和波束间隔的简易方法。

卫星阵馈反射面赋形波束天线的一种高效旁瓣抑制方法

为了使卫星阵馈反射面赋形波束天线具有尽可能低的旁瓣电平,以降低日益增多干扰的影响,传统的波束赋形方法往往需要对约束点的数量和位置进行反复调整,故非常烦琐.因此本文在阵馈反射面天线的频域方向性相乘原理的基础上,提出了一种高效的旁瓣抑制方法,即在计算最佳激励系数时使用宽度较窄的点波束,而在计算赋形波束方向图时使用实际的点波束.由于这种方法通常只需要对少量约束点的位置进行调整,所以它可以高效地获得低旁瓣电平、高精度的赋形波束.

卫星多波束天线不规则馈元阵形赋形的研究

本文着重研究了卫星多波束天线馈元阵的形状对赋形的影响 .首先证明了常用的通用阵形中存在着对赋形没有贡献的冗余馈元 ,进而提出采用没有冗余馈元的不规则阵形来赋形以减小馈元数量的思路 ,并进一步证明了不规则阵和相应的规则阵在同样条件下 ,用同一种赋形算法 ,有着同样的赋形效果 ,最后给出了由通用规则阵得到相应不规则阵的简单而有效的方法 .

基于共形馈电网络的新型双频四臂螺旋天线

针对卫星地面手持终端系统对天线高效率宽波瓣的应用要求,文章提出一种新型双频印刷一体化四臂螺旋天线结构,通过两种方式提高其双频辐射效率:第一,每组辐射振子分成两个支路,分别以不同的长度、宽度和螺旋角度绕制以减少振子间耦合,同时覆盖两个不同的频点;第二,馈电网络和辐射振子进行一体化设计,提高其馈电效率。测试结果表明:在两个间距很近的频点(1.1倍频程)能够分别实现4.3dBi(低频)和4.2dBi(高频)的右旋圆极化增益,且4dBi以上右旋圆极化增益相对频带宽度分别为6%(低频)和5%(高频),圆极化3dB波瓣宽度均达到130°以上。该天线的双频点、宽波束、高效率性能适合于卫星通信手持终端系统应用。

赋形波束波导馈电网络的研制

波导馈电网络具有损耗小、功率容量高、幅相分布精度容易控制等优点,广泛应用于波导裂缝阵列天线中。文中介绍了一种波导赋形波束馈电网络的工程设计,对研制过程中的关键技术如波导窄边裂缝耦合器、波导宽边裂缝耦合器及宽带配相波导等进行了详细论述。测试结果表明,馈电网络幅相精度良好,已成功应用于天线系统中。

卫星阵馈反射面赋形波束天线窗口效应的研究

随着干扰的日益增多,卫星阵馈反射面赋形波束天线通常希望具有尽可能低的旁瓣电平。然而,当馈元阵口径面面积有限时,窗口效应往往会使这种天线具有较高的旁瓣电平。本文在阵馈反射面天线频域方向性相乘原理的基础上,对这种窗口效应形成的原因和产生的影响进行了分析,并提出了两种能够减小这种窗口效应的窗口函数,最后用一个实际阵馈反射面天线的仿真计算结果证明了这两种窗口函数的有效性和优越性。

卫星阵馈反射面赋形波束天线的内积波束赋形方法

传统的波束赋形方法由于仅仅是使赋形波束在某些方向上逼近目标方向图的采样值,而为获得满意的赋形波束往往需要对所选采样的数量和位置进行反复调整,在实际使用中十分不便。因此,提出一种基于内积运算的波束赋形方法,该方法使赋形波束与目标方向图在几乎所有方向上的误差总和最小,可有效地克服传统方法的缺陷,同时,它也是一种解析算法,具有较高的赋形精度和运算效率。

卫星阵馈反射面天线馈元排列形式的比较

为了减小卫星阵馈反射面天线的体积和重量,通常希望天线具有尽可能少的馈元,为此提出了通过采用合适的馈元排列形式的方法来减小馈元的数量。利用频域方向性相乘原理,证明了正六边形网格阵相对于正四边形网格阵可以在赋形精度不变的条件下使馈元的数量减少13.4%,或在馈元数量不变的条件下有效地提高天线的赋形性能。仿真结果验证了以上结论的有效性和正确性。

一种双“L”形探针馈电宽带微带天线

提出一种S波段带状双"L"形探针馈电的宽带微带天线。提出的双"L"形探针采用倒置容性馈电结构,探针结构相同,水平臂均为带状,位置对称。通过基于左右手复合传输线理论的馈电网络向天线提供幅度相同、相位相差180°的激励信号。计算结果表明,设计的天线在S11<-15dB时,阻抗带宽可达到47.73%(1.80GHz^2.85GHz),E面主极化辐射方向图对称,H面交叉极化小于-40dB。

导航终端多模宽带微带天线馈电网络设计

为了满足导航终端接收四大导航系统信号提高导航服务质量的需要,本文设计实现了适用于导航终端多模宽带微带天线的四馈电网络,通过在四个端口port1~port4依次施加90度相位差等幅度激励信号获得右旋极化,提高了圆极化纯度,获得了符合设计要求的圆极化带宽。综合利用Designer和HFSS软件场路协同仿真表明:该天线在四个导航系统的频率范围内,具有良好的电性能和辐射特性,顶点轴比小于3 dB,阻抗带宽为45%,增益大于6 dB,回波损耗S11小于?10 dB,保证了多模导航中的精度需要。

一种X波段余割平方波束赋形Vivaldi阵列天线

设计了一款由16个Vivaldi单元组成的X波段余割平方波束赋形的均匀直线阵,使用伍德沃德-劳森抽样法获得阵列幅度和相位分布,并通过串联馈电功分网络实现。仿真结果表明,该阵列在中心频点9.4 GHz处能够实现小于-26 dB的回波损耗,在6°~35°范围内实现了余割平方波束。同时方向图副瓣电平小于-23 dB,阵列增益为14.5dB。

波导馈电的圆极化天线阵在卫星通信中的应用

近年来,卫星通信被越来越多的应用于各类领域,作为卫星通信系统中的一个重要组成部分,对于天线性能的要求也越来越高。由于电磁干扰的影响,线极化天线经常会产生极化方向偏转,或因雨滴干扰等因素而出现误码,因此在卫星通信系统中一般采用圆极化天线。提出了一种由波导馈电的ku波段圆极化微带天线阵。微带天线因具有低剖面、较小的体积、和较轻的重量等优点而经常被用作辐射单元;与微带馈电网络相比,波导馈电网络具有更低的传输损耗。本文将波导馈电网络与圆极化微带天线结合,并提出在波导上开槽的方法,引导信号从波导传输到微带线,从而激励四个微带天线形成圆极化辐射。仿真结果表明,所设计的天线具有良好的性能。

一种余割平方波束赋形的印制阵列天线设计

本文给出了一种俯仰面大角度空域余割平方波束赋形的阵列天线。为满足给定的波束要求,利用遗传优化算法,对11个印制天线单元进行幅度、相位优化设计。同时,基于带状线结构的馈电网络结合天线单元进行一体化设计,进一步实现阵列天线的小型化。通过仿真软件HFSS计算,其最大增益达到13d Bi以上,20dB覆盖空域角度达到70°,且具有-25dB的副瓣电平。测试结果与仿真结果基本吻合,证明了该设计方法的有效性。

用于天线阵馈电的新型三等分功分器设计

为了解决传统三等分功分器输出支路跨接隔离电阻实现困难的问题,基于Wilkinson功率分配器设计理论,通过引入二分之一波长微带传输线,提出了一种新型微带三等分功率分配器的设计方法。基于此方法,设计了一款应用于海事卫星通信频段的对称结构三等分功分器。实测结果表明该功分器在整个设计频带内各端口匹配好,各输出支路等分度好、隔离度高。该功分器已成功应用于天线阵馈电网络的设计。

一种Ka频段卫星天线多模单脉冲馈源设计

针对高精度跟踪用户目标的需求,设计了一种Ka频段卫星天线多模单脉冲馈源。该馈源由和差网络、多模激励器和辐射喇叭组成,当从和差端口分别以TE10模激励时,多模激励器会激励出所需的11个工作模,由辐射喇叭在空间形成单脉冲和、差波束。对该馈源在和、差状态下的辐射特性进行仿真分析,结果表明,其和差矛盾小于2.5dB,差零深小于-40dB,同时馈源在方位面和俯仰面的辐射方向图具有良好的对称性。

一种赋形波束高增益微带天线

对于X波段垂直半全向天线,用传统的振子型天线实现较为困难,分析了一种用两片矩形微带串馈单元组合而成的阵列天线的阻抗和辐射特性,通过优化设计两单元天线的夹角和间距,实现了H面180°的宽波束设计,且在波束范围内的电平变化小于3dB,垂直方向3个单元串馈后得到天线的增益达10dBi。天线结构简单,性能良好,实际的实验结果和理论计算吻合较好。

一种带有新型馈电结构的宽带印刷角锥四臂螺旋天线

本文提出一种新型馈电结构的印刷角锥四臂螺旋天线。通过采用柱面共形结构馈电网络,与传统四臂螺旋天线相比极大地减小了地板安装面积及改善了阻抗带宽和轴比带宽。S11小于-10dB的阻抗带宽可达39.7%,3dB轴比带宽约22%。测试与仿真结果吻合良好。

VSAT站中不对称馈电网络的设计

本文介绍一种由４／６ＧＨｚ不对称分波器、４／６ＧＨｚ宽带极化器等部件组成的４／６ＧＨｚ共用、线／圆极化可变的馈电网络的设计。该馈电网络具有频带宽，驻波小，隔离度高，结构紧凑，调试方便并适合批量生产等优点。

一种计算赋形天线增益下降的简单方法

基站天线常采用赋形技术,以提高通信质量和减小对邻区的干扰,但采用赋形技术会导致天线的增益下降,通过方向图积分方法来计算和评估赋形天线的增益下降,计算过程复杂。介绍了一种通过分析基站天线接收信号过程中馈电网络功率合成的方法,只需几步简单的运算即可得出赋形基站天线的增益下降情况。