转动对数周期天线整体可靠性量化评估

为量化评估转动对数周期天线等机电类设备的整体可靠性,本文研究了电气元器件的可靠性预计和结构构件的可靠度计算,基于应力、强度干涉理论提出了一种通过总失效率来评估机电设备整体可靠性的方法。通过研究电子器件和结构构件的可靠性和失效概率,通过汇总计算的机电设备总失效率,得出整机的MTBF(平均故障间隔时间),从而量化评估机电设备的整体可靠性。最后,本文以某转动对数周期天线产品为例,分析了设备总失效率和整机MTBF的计算过程,通过本方法可在方案、设计阶段量化评估机电产品的整体可靠性,以指导可靠性设计,提高产品的最终使用可靠性。

小型化超宽带蝶形印刷对数周期天线

设计了一款用于微波医学成像系统的小型化超宽带蝶形印刷对数周期天线。在馈电线开端加载电感短柱改善了天线的阻抗匹配,在传统印刷对数周期天线上加载蝶形结构和U型贴片结构拓展了天线带宽并实现了小型化。天线尺寸为0.300λ×0.280λ×0.007λ(f=1.12 GHz),天线S_(11)<-10 dB的实测工作频带为1.12 GHz~4 GHz,最大实测增益达到6 dBi。天线的实测方向图在工作频带内实现了定向辐射,辐射效果好,该天线可以应用于微波脑检测系统等医学领域。

一种分段的超短波对数周期天线设计与实验

超短波的传播方式主要为视距传播,这种传播方式需要天线具有强方向性且有较高的增益。而对数周期天线是一种超宽带、中等增益的天线,非常适用于超短波通信。然而在超短波频段下,常规对数周期天线的长度较长,小型化程度不高。为了实现超短波对数周期天线的小型化,提出一种分段的超短波对数周期天线的设计方案。根据应用需求,在满足天线增益的情况下,采用分段设计缩减天线长度,同时调整集合线之间的夹角,以实现天线的阻抗匹配。经过仿真设计,天线在30~70 MHz频段内典型增益大于8 dBi,天线的长度缩减至7 m。采用基于无人机飞行平台的外场测试系统对天线进行实验测试,测试结果表明,天线在工作频率范围内驻波比小于1.5,测试与仿真的辐射特性基本一致。该天线具有带宽宽、增益高、结构简单等特点,可以满足实际场景中超短波天线的需求。

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。

某对数周期天线的橡胶阻尼减振优化分析与应用

为解决某对数周期天线的振动安全性问题,为其设计了一套橡胶阻尼减振优化转接件,并通过仿真与实验手段进行了分析和验证。首先介绍了某对数周期天线的振动故障情况;然后论述了振动故障问题中涉及到的振动基本原理及其在ANSYS中有效表达方法;随后对该天线的振动安全性问题进行了有限元分析复现;进一步对进行橡胶阻尼减振优化后的天线进行了有限元分析,并通过对比优化前后分析结果说明了减振优化的可行性;最后,利用实物完成了振动验证工作。该研究可提高工程师对阻尼减振、振动仿真计算及工程实践应用的认识。

短波小型化软振子对数周期天线设计和实现

针对传统短波对数周期天线尺寸大、架设困难等问题,提出了一种工作在4~30 MHz的小型化短波软振子对数周期天线。该天线采用立体三角形偶极子和平面四边形偶极子等宽带天线作为振子单元,并将结构拉线作为最长振子加载,有效扩展天线的最低工作频率;同时最长天线振子采用折合偶极子形式,减小了侧翼桁架对天线性能的影响。电磁计算软件FEKO仿真与样机测试表明,该天线在工作频段内具有较小的电压驻波比和稳定的方向性。

一种带状线馈电的印刷对数周期天线

常规印刷对数周期天线(PLPDA)采用同轴电缆馈电,电缆焊接部位在天线顶部。在较高的工作频段(6 GHz或更高),电缆及焊接部位对天线的性能影响较大,这限制了印刷对数周期天线在较高频段的应用。对常规同轴馈电结构的印刷对数周期天线进行了分析,在此基础上提出了一种基于带状线结构的底端馈电印刷对数周期天线,仿真结果表明,天线在6~18 GHz的工作频带内驻波≤2,波束指向及波束宽度保持稳定。

对数周期偶极子天线的可变相位中心

导出了直线阵列存在相位中心的条件。为了能把不存在相位中心的定向天线单元应用到干涉仪测向系统 ,提出了可变相位中心概念 ,并给出了对数周期偶极子天线可变相位中心计算实例。

对数周期偶极子天线全空间可变相位中心

导出了直线阵列在全空间中存在可变相位中心的条件,得出了由非相似单元组成的直线阵列(如对数周期偶极子天线)不存在全空间可变相位中心,但在E面和H面独立存在各自的可变相位中心的结论。证明了对数周期偶极子天线(LP-DA)在E面和H面有不同的可变相位中心。采用矩量法(MoM)分析了LPDA的E面和H面可变相位中心,计算结果表明:虽然在LPDA的主波束范围内其相位中心变化很小,可以作为“视在相位中心”,但是这种“视在相位中心”仍然在E面和H面是不重合的。此外,“视在相位中心”随着频率沿着集合线移动。

宽带对数周期天线的优化设计

通过对 LPDA的优化设计 ,研制一种适合方舱结构形式车辆运载的超宽带、高增益定向天线。在研制过程中较好地解决了 LPDA设计中常遇到的反常共振问题 ,实现了天线阻抗与增益在宽频带内的均衡性 ,以及单边平衡架设。

一种小型化短波对数周期天线设计

针对短波天线小型化问题,通过分析燕尾型对数周期天线的工作原理,设计出了一种小型化短波转动对数周期天线.在小尺寸限制下,通过感性加载与L型加载集合的方式,有效地扩展了转动对数周期天线的最低工作频率.该天线可工作在3～30 MHz,而天线长度仅25 m.仿真与实际测试结果表明：该天线电压驻波比小于2.5,增益8 dBi,能够有效地进行2 000 km通信.

对数周期偶极子天线相位中心的分析和计算

本文通过对对数周期偶极子天线 (LPDA)相位中心的分析和计算 ,得出了该天线不存在完整的相位中心 ,但却存在视在相位中心 ,该相位中心均位于有效区内 ,并随着频率的变化而沿集合线移动 .

对数周期天线时域特性分析

应用FDTD分析对数周期天线的时域辐射特性和馈电端反射特性 ,通过FFT得到频域辐射方向图及馈电端输入驻波比 ,计算结果和测试结果相当吻合 ,证明方法的有效性。

对数周期偶极天线研究

针对对数周期偶极天线 (LPDA)设计过程中存在的两个问题 :阻抗矩阵计算方法的选择和高频段方向图的优化问题 ,通过分析比较各种阻抗矩阵计算方法的优劣 ,确定用Galerkin法求解Poclinton方程是最佳方法 ;在设计过程中提出一种新的设计思想———改变天线的结构参数 ,改善天线高频段方向图的性能 ,并以Galerkin法为基础进行计算机模拟 ,结果显示效果良好 。

对数周期偶极天线扇形阵的分析

采用矩量法对对数周期偶极天线扇形阵进行理论分析 ,在计算广义阻抗矩阵元素时 ,利用矩阵的互易性、天线阵的结构对称性和对数周期天线的工作原理进行了算法简化 ,从而在保证计算精度的前提下 。

新型印刷平面对数周期天线

本文在分析现有的印刷平面对数周期天线结构的基础上，提出了一种新的印刷平面对数周期天线结构。该结构克服了原有结构存在的缺点，使天线的性能得到了改进。设计了工作在０．４～２ＧＨｚ的新型印刷平面对数周期天线。测出了整个频带内的驻波、增益和Ｅ、Ｈ面方向图。可以看出，该结构形式的印刷平面对数周期天线具有良好的宽带特性。

双对数周期偶极天线扇形阵的研究

论述了双对数周期偶极天线扇形阵的设计方法,利用IE3D软件对单个对数周期偶极天线(LPDA)和双对数周期偶极天线扇形阵进行了优化仿真分析,并研制了天线实物样机,同时对该天线的电性能进行了测量。测量结果表明,该双对数周期偶极天线扇形阵具有宽带、高增益、小型化等特点,进而说明该设计方法是行之有效的。

采用新型背腔的对数周期缝隙天线

针对超宽带雷达探测系统,提出了一款具有定向辐射性能的背腔式对数周期缝隙天线.该天线由一种具有超宽带匹配特性的渐变共面波导馈电.通过在缝隙天线背面设置谐振腔,使缝隙天线具有定向的辐射方向图.根据矩形谐振腔的特点,设计了一种新型结构的谐振腔,使得天线的驻波比(Voltage Standing Wave Ratio,VSWR)小于2.5.仿真与实测结果表明:天线在整个频带(0.9~5GHz)内具有稳定的定向辐射方向图,新型谐振腔和吸波材料的使用使天线最低工作频率可到0.9GHz,可使天线在整个频带内得到较高的天线增益.设计的天线适于应用在导航、探测以及超宽带(Ultra-wide Band,UWB)雷达等领域.

对数周期偶极天线的一种新的分析方法

基于对数周期偶极天线阵分析的需要 ,提出了一种将矩量法和LPD天线的等效传输矩阵网络相结合的迭代方法 ,并用该方法对自由空间单根 13单元的对数周期偶极天线进行了分析计算。将计算结果与假定各阵子电流为一项式分布的经典等效电路法所得结果进行了对比。

矩量法结合网络理论分析对数周期偶极天线

本文利用路 -阵方法分析了对数周期偶极天线。采用矩量法分析天线阵网络 ,网络理论分析集合线网络。借助集合线网络、天线阵网络和矩量法分段上电压电流的联系 ,把两个网络有机结合起来 ,给出形式简洁的天线电流分布解 ,并减少了计算量。