Y因子法测量天线噪声温度的不确定性分析

介绍了Y因子法测量天线噪声温度的原理方法,分析了常温负载和低噪声放大器噪声温度的不确定性对天线噪声温度测量的影响,推导了天线噪声温度测量的绝对误差计算公式,研究了低噪声放大器噪声温度对天线噪声温度测量精度的影响,提出了改善天线噪声温度测量精度的方法。最后,给出了65 m射电望远镜天线L波段、C波段和X波段噪声温度测量结果。测量结果的误差分析表明:65 m射电望远镜天线噪声温度测量的绝对误差≤±2.48 K。

偶极子对激发的宽带平面端射高增益天线

文中提出了一款单向辐射特性的微带缝隙结构双偶极子宽带天线。该天线由阶梯型缝隙结构、共面双偶极子和5组引向器构成。阶梯型缝隙结构用于改善阻抗匹配,拓展了天线的带宽;共面双偶极子改善了天线的辐射特性;引向器提高了天线的增益。仿真和实测表明,该天线的相对带宽为66.4%(5.78 GHz~11.53 GHz),带内前后比为15.7 dB~27.4 dB、增益为8.4 dBi~11.9 dBi,并且天线的交叉极化低、辐射方向图稳定。该天线的良好性能使其在无线通信和雷达领域的应用具有极强的吸引力。

用于微波无线输能的高增益柔性天线研究

为克服传统有线供能方式的接入不便问题,提出了一种用于5.8 GHz微波无线输能(MWPT)高增益柔性天线。天线以聚酰亚胺(PI)为基底,采用广义迭代设计方法得到3层圆环结构,并选用共面波导(CPW)方式馈电。此外,为提高天线增益,在天线背面加载空气层和柔性反射板,并对天线性能进行了测试。测量结果显示:该天线在频率5.8 GHz处的峰值增益为9.51 dBi;当天线弯曲在曲率半径为85,60,45 mm时,增益始终保持在8.89 dBi以上,S_(11)幅值始终小于-10 dB。最后,通过微波无线输能实验测得该天线最大能量捕获效率可达71.3%,在弯曲状态下也能保持59%以上的捕获效率。该天线的高增益、高能量捕获效率以及稳定性证明了其在微波无线输能中具有潜在的应用价值。

一种全透明宽带高增益离子液体透镜天线

基于5G美化移动基站和军用领域中光学/微波多模复合制导隐身等对天线光学透明和易伪装隐蔽的现实需求,本文设计了一种全透明宽带高增益离子液体天线。天线由离子液体,椭球透镜容器,锥形辐射引向器,以及带有透明导电膜的反射地板组成。首先,利用介质透镜上对频率的无选择性使得天线获得宽带特性。其次,通过使用低损耗离子液体和椭球透镜结构,使得液体介质透镜产生一个同相射线场,从而可以产生极强的方向性。最后,在液体介质周围加载一个锥形辐射引向器,使得辐射波束进一步集中,从而提高增益。此外,通过在天线的背面加载透明导电膜反射地板,进一步降低了后瓣,并且使整个天线呈现了光学全透明的效果。仿真和实验表明,天线工作在9.9 GHz~18 GHz(S11≤-10 dB)频带范围,最大实测增益可达12.1 dBi。天线在雷达探测、5G基站、电子对抗以及透明电子产品等领域中具有广泛的应用前景。

一种高增益超薄柔性可穿戴天线阵列设计

为克服微带天线增益较低的限制并提高天线的整体性能,基于聚酰亚胺材料和十字形单元,提出并设计了一种超薄柔性可穿戴的高增益天线阵列。该天线阵列由16个十字形天线单元均匀分布在4×4的拓扑结构中组成,体积为72 mm×72 mm×0.4 mm,最大增益可达9.7 dBi,天线单元工作频段为5.75~5.83 GHz,中心频率为5.8 GHz,相比于现有文献的微带天线平均增益提升了3.87 dB。对天线阵列进行了实物制作及测试,测试结果与仿真结果吻合较好,证明了该设计方案的可行性和实用性。

多项式拟合技术在天线增益测量中的应用研究

文中简述了多项式拟合的基本原理公式,提出利用多项式拟合技术确定天线增益频段特性和大型口径天线不同仰角增益的方法。在比较法增益测量中,标准喇叭的增益常为已知的离散校准值,利用高频、低频和两个中间频点的增益值拟合了标准喇叭增益的解析式,非拟合点的增益计算结果同已知的标准喇叭增益校准值吻合很好,证明了该方法的有效性。最后,简述了多项式拟合技术在S波段8.54 m气象雷达天线增益测量及大型射电望远镜天线不同仰角增益测量中的应用。

超材料加载的高增益Vivaldi天线

文中研究了一款超宽带对拓式Vivaldi天线。为了提高其增益,设计了一款具有非谐振式特性的超宽带人工电磁超材料单元,将此单元与对拓式Vivaldi天线集成后,可以在不影响天线效率及回波损耗的特性下提高天线增益,实测最高可提高2.5 dB。天线尺寸为0.9250λ×0.6500λ×0.0083λ,实测阻抗带宽为2.5 GHz~20.0 GHz,可达8个倍频程,在15 GHz时实测增益可达到9.56 dBi。天线实测与仿真结果基本吻合。在主要工作频带内,天线呈现较好的定向辐射效果,可应用于电磁兼容测试、探地雷达测试、超宽带无线传输系统、微波脑检测系统等领域。

毫米波高增益折叠透射阵列天线设计

文中设计了一款低剖面的毫米波高增益折叠透射阵列天线。该天线将兼具极化选择和相位全覆盖调控性能的超薄透射型超表面,与具有极化扭转特性的反射型超表面结合,采用π/4相位补偿步长,在实现低剖面的同时提高了天线增益。实验表明:所设计天线在94 GHz增益为35.7 dBi,口径效率为47.4%,3 dB增益带宽为22%。该设计克服了毫米波天线难以兼顾低剖面和高效率的限制。

流动VLBI天线系统噪声温度及天线效率测量

我国自行研制的第一套流动VLBI系统DCW 0 1型流动VLBI测量仪 ,目前已在国家重大科学工程“中国地壳运动观测网络”中投入使用。在流动VLBI的观测试验中 ,天线系统噪声温度和天线效率是观测前系统调试和检测的两项重要内容。天线系统噪声温度是衡量流动VLBI观测系统内部噪声程度的特性指标 ;天线效率反映了天线系统对到达天线能量的利用率 ,在很多计算公式中是一个很重要的参数。因此 ,精确地测量它们的值是进行相关处理和计算的前提。文中结合我国流动VLBI观测站的研制与建设 ,介绍了流动VLBI测量仪的天线及接收机系统 。

频谱仪在天线噪声温度测量中的应用

简述了频谱仪噪声系数和灵敏度的基本概念。阐述了利用频谱分析仪测量天线噪声温度的原理和方法。分析了频谱分析仪本底噪声对天线噪声温度测量的影响,给出了频谱仪测量噪声功率的修正因子计算公式及数值修正曲线。最后给出了C波段13米车载天线噪声温度测量结果。理论分析和实测结果表明:当测量噪声功率与频谱仪的本底噪声之比小于或等于20d B时,应考虑频谱仪本底噪声对天线噪声温度测量的影响。

高增益多频共口径天线技术回顾

天线在无线传输系统中往往占用较大的体积,并且对 安装位置有较为苛刻的要求,以避免波束遮挡。本文对高增益多频共口径天线进行系统性总结。分别针对反射面天线和阵列天线介绍了高增益多频共 口径天线几种主要技术实现途径,并且对多频共口径阵列天线与超宽带阵列天线进行了特性比较。最后对多频共口径同时收发天线的自干扰问题进行了讨论,指出收发隔离的影响以及改善措施。

反射面天线欧姆损耗噪声温度的计算

在超低噪声系统中,天线欧姆损耗噪声也是很重要的。利用金属导体表面的电磁波传播的反射系数,推导出不同极化波的反射面天线金属表面欧姆损耗引起的噪声温度计算公式。以铝合金面板为例,计算了多频段65 m射电天文望远镜天线欧姆损耗的噪声温度。依据计算结果论述了天线欧姆损耗噪声的变化规律。

频谱仪的本底噪声对天线噪声温度测量的影响

频谱仪广泛应用于射频信号测量。简述了频谱仪灵敏度与噪声系数的基本概念。分析了频谱仪本底噪声对噪声信号测量的影响,论述了频谱仪噪声功率测量误差的修正计算方法,给出了测量噪声功率比与修正因子的关系曲线。以地面站天线噪声温度测量为例,简述了Y因子法测量地面站天线噪声温度的基本原理。导出了测量Y因子的修正计算公式,从而实现对天线噪声温度测量的修正。最后,以C波段13m车载天线噪声温度测量为例,说明频谱仪本底噪声对地面站天线噪声温度测量的影响。

VICTS天线的增益补偿方法研究

VICTS天线显著的低剖面、高增益和宽波束等优点使其在移动通信领域具有巨大应用潜力。本文阐述了VICTS天线的结构特点和波束扫描形式,推导了各层圆盘的角度变换关系。结合天线的实测增益变化曲线,设计了基于分段多项式拟合的增益补偿方法,经该方法补偿后的增益变化约为0.15 dB。三轴摇摆试验结果显示,摇摆过程中场强信号稳定,波动最大约0.25 dB,满足VICTS天线的动态使用需求。

宽波束天线噪声温度的计算

探讨宽波束天线噪声温度的计算方法及噪声温度对系统灵敏度的影响 ;提出天线自身噪声源、天线自身噪声温度、天线直流电阻、天线交流阻抗等概念 ,给出自身噪声温度的计算公式 ;对典型的

有源阵列天线的噪声温度

有源阵列天线系统的噪声是有源相控阵雷达系统噪声的主要成分,通过建立基于有源阵列天线系统的噪声分析模型,给出该系统噪声温度的具体计算方法,得到该系统噪声温度的计算公式,进一步推导出该系统增益与噪声温度比值的计算和测试方法。并通过实际计算分析,验证了该方法的有效性。

高增益、宽带调谐的电小双E微带单极子天线设计

设计了一款双E结构的微带单极子天线,其包括一个E形底部曲流结构和一个E形顶载结构。通过开槽和引入弯折线,大幅缩减天线尺寸,实现电小设计;在弯折线边缘不同位置加载金属条进行阻抗调节,产生不同谐振点,实现天线在宽频段内调谐;弯折线的分布式电感改善天线阻抗特性,有利于提高天线增益。仿真和测试表明,天线可在51.2~178.1 MHz调节谐振频率,调谐带宽达到了110.68%;调谐频段内天线增益为-5.36~0.3 dBi;其电尺寸仅为0.087λ×0.027λ×0.00128λ,其中λ为谐振频段低端频率51.2MHz对应波长。

一款高增益双脊喇叭天线

为了满足实际干扰测试需求,设计了一款脊上开槽的超宽带高增益双脊喇叭天线。首先,首次引入二次Bezier曲线作为脊的渐变曲线并验证了该曲线的可行性,天线的电压驻波比(VSWR)带宽为2 GHz~18 GHz;然后,通过加入楔形块和采用锥形渐变脊,成功地解决了天线高频增益下降和辐射方向图畸变的问题;最后,通过在脊上开锥形槽,进一步降低了低频段的VSWR。仿真结果表明天线在2 GHz~18 GHz内的VSWR小于1.9,在5 GHz~17 GHz内小于1.5,且在不加载介质透镜的情况下,高频增益稳定在18 dBi以上。实测结果表明天线的VSWR和增益与仿真结果吻合,可用于天线干扰测量系统和高增益反射面天线的馈源。

星载高增益宽频带高指向性阵列天线设计

针对卫星对X波段通信系统电磁波传输的需求,设计了一款新型X波段高增益宽频带高指向性微带阵列天线。采用平面多层板形式,通过多种技术手段改善天线性能。阵列天线采用侧馈的能量输入方式、多层缝隙耦合馈电设计提高天线带宽,同时将辐射层和馈电网络层分离以减小电磁波串扰和提升分离设计简约度,增加金属反射层以提高天线正向增益和前后比。根据工程总体需求,共设计了64阵元和256阵元的矩形微带阵列天线。两种天线经加工测试结果与仿真结果基本一致。该天线实现了高增益、宽频带、高指向性等性能指标,对X波段星地无线通信系统的设计有一定指导意义。

一种宽带高增益全向天线的设计与实现

针对通信设备宽频带信号传输过程中,信号强度弱无法完成远距离传输、天线设备形式复杂、体积大等问题,本文提出了一种高增益印刷对称振子全向天线。天线两对辐射振子片分别位于印制板两面,通过带有匹配枝节的微带传输线馈电网络将两对辐射振子进行组阵。设计采用金属化过孔连接了电缆的内芯,将电缆金属外皮另一侧的辐射片焊接在一起,通过这种方式来对天线进行馈电。天线设备形式简单,体积小,既改善了天线的阻抗匹配,又有效的提高了天线增益,使得天线在宽频带内实现了全向辐射,相对带宽达到54.77%,且在带内增益大于3 dB,水平面方向图的不圆度小于2.2 dB。经过实际验证,该天线能够满足所设应用场景。