低耗低剖面单层波导阵列天线研究

新型单层波导阵列天线具有低耗、低剖面、结构紧凑、实用性强等诸多优点,在毫米波甚至太赫兹无线通信领域具有巨大应用潜力,是当前的研究热点。文章首先介绍了用于构建波导阵列天线的几类波导馈电网络的特点,指出E面波导馈电网络在毫米波应用领域的优势,接着针对E面波导在单层并馈波导阵列天线和Butler矩阵多波束阵列天线方面的研究展开叙述,最后给出了可应用在单层波导阵列天线中的开口波导辐射单元在实现多频和圆极化等不同功能上的最新研究进展。文章对于低耗低剖面单层波导阵列天线的发展及其应用具有参考价值。

一种宽带紧凑高可靠性Ku波段波导阵列天线的研制

研制了一套宽带紧凑高可靠性Ku波段波导阵列天线。该天线结构简单,采用纯金属材料依靠机加工制作,可靠性高,工作频带宽,电性能优良。选取典型频点测试,测试数据与指标要求很好吻合,具有大于22dB的天线增益和大于2GHz的工作带宽。该天线的研制为要求宽带高可靠性和高增益的应用场景提供了有效的解决方案。

宽频带低轴比双圆极化波导阵列天线设计

基于波导损耗小、易加工等特点,设计了一种应用于卫星通信系统的新型X波段宽频带低轴比双圆极化波导阵列天线。采用平面方形喇叭阵列、正交模耦合器和波导窄边耦合功分器来实现双圆极化的工作方式。据此设计,加工了一套16×16单元天线阵列,尺寸大小为440mm×440mm×50mm。采用电磁仿真软件Ansoft HFSS进行仿真设计,详细介绍了该天线的设计方法,测试结果和仿真结果吻合良好。测试结果表明,该天线在12%的工作频段内轴比优于1.5dB,驻波比优于1.6,带内增益大于31.0dB,天线辐射效率优于80%。

高功率天馈系统的设计——可控相位波导阵列天线

以磁化等离子体为终端负载，设计一种可控相位波导阵列天线的天馈系统，通过相邻波导间相位的任意调节，可以获得所期望的Ｎ１１功率谱，从而把高功率的微波有效地耦合到等离子体中。数值计算表明，该系统完全满足所设计的要求，为系统的设计提供了理论依据。

低副瓣波导阵列天线工艺技术

本文介绍了合肥华东电子工程研究所最新研制的低副瓣波导陈列天线设计和加工技术概况.加工工艺是先进的CAD/CAM/CAT一体化,保证了产品的高精度和高效率.

带有扼流槽结构的共形波导缝隙阵列天线研究

设计了一款与圆柱面共形的宽边纵缝波导缝隙阵列天线,波导间采用扼流槽结构设计,抑制了表面波的影响、提高了天线增益。仿真结果表明:优化后的扼流槽结构可使共形阵列天线中间波导的互耦系数减小4.4 dB,两侧波导间的互耦系数减小3.6 dB;扼流槽结构参与了阵列天线微波辐射,提高了阵列天线的方向性;阵列天线的增益达23.3 dB,口径辐射效率达67.5%。实验结果表明,共形波导缝隙阵列天线实测增益达22.1 dB(含功分网络损耗1.1 dB),实测天线口径辐射效率达66.0%,功率容量达1.1 GW。实验结果与仿真结果基本吻合。

遗传算法在波导裂缝阵列天线设计中的应用

本文采用遗传算法分两步优化矩形波导裂缝天线阵 ,首先对天线阵元激励幅值进行了初步优化 ,直接利用可分离型分布 ,大大简化了初步设计的过程 ,并将阵元激励幅值比值作为优化参量以利于波导结构的馈电 ;在随后进行的波导裂缝阵列阵元的偏置量和缝隙长度的优化上动态处理阵元的互耦并结合Elliott设计思想 ,采用遗传算法得出的 3cm(1× 4 )缝阵结果验证了GA算法的有效性和准确性 ,并完成了 72元矩形波导裂缝阵列的阵面优化 。

低RCS EBG波导缝隙阵列天线

将Mushroom电磁带隙结构(Electromagnetic Band Gap,EBG)的表面波带隙和同相反射特性同时用于波导缝隙阵列天线的设计,利用EBG的带隙特性抑制天线阵中的表面波,以改善天线的辐射性能;利用EBG的同相反射特性实现天线雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)的减缩,天线综合性能得到较大提升。制作了EBG波导缝隙天线阵样品,并对天线阵的阵元互耦、辐射方向图及天线阵RCS等指标进行了测试,结果与理论预期相吻合,有效地降低了阵元间互耦及天线阵RCS。

基于复合介质结构的圆波导高增益阵列天线研究

该文提出了一种基于复合介质结构覆层来提高圆波导天线阵列增益的新方法,利用数值分析方法对异向介质结构和基于异向介质结构圆波导高增益天线阵列的电磁特性进行了数值仿真研究,并将它们与传统圆波导天线阵列进行了比较。结果表明,应用这种复合介质覆层结构可以有效地实现辐射能量的聚集,从而提高了天线阵列的增益,降低了天线阵列副瓣电平,有效地改善了天线阵列的辐射特性。

基于CAD参数化的波导裂缝阵列天线一体化设计仿真平台

阵列天线在服役过程中会不可避免地受到各种环境载荷的影响,导致天线结构发生变形,从而影响天线电性能,如增益下降、波束指向偏转和最大副瓣抬升等。因此,为了保障服役环境下的天线电性能,天线的设计需要多个学科的众多工程人员进行综合设计,过程极其复杂,交互数据较多。为提高天线的设计效率,文中以波导裂缝阵列天线为例,基于CAD参数化建模的二次开发技术和自动重构技术,将天线CAD参数化设计、天线结构CAE力学自动分析与天线电讯CAE模型自动分析集成到一个仿真平台,从而实现了波导裂缝阵列天线从参数化建模、结构力学分析、模型重构到电性能仿真的一体化仿真流程。最后,通过典型案例展示了该平台的天线设计效率。

波导窄边缝隙阵列天线的分析与设计

波导窄边缝隙阵列天线由于效率高、功率容量大、稳定性好及副瓣电平低等特性,在雷达体制上使用广泛。对于单一波导窄边缝的隙线阵,根据设计指标,首先分析其理论模型并给定理想的设计参数,再利用Ansoft公司的HFSS软件的参数扫描及优化功能,通过局部调整设计参数就可以方便地得到缝隙的谐振结构。利用这种设计方法可以快速得出所需要的低副瓣窄边波导缝隙阵列天线。

新型X波段波导缝隙阵列天线的设计

为了克服传统波导缝隙阵列天线重量大、副瓣偏高等问题,提出一种小型化、低副瓣X波段波导缝隙阵列天线的设计方法。首先采用高斯分布实现其幅度加权,快速完成低副瓣波导缝隙阵列天线的设计;然后结合HFSS软件对传统压缩波导的窄边尺寸进行优化,减小窄边尺寸;同时采用3D打印技术制造ABS塑料波导缝隙框架和金属电镀工艺实现天线的加工,通过仿真分析和实物加工测试验证了所设计天线的有效性。所设计的天线方位面副瓣电平可达到-25 d B以下,重量从25 kg减小到2.5 kg,减重比达到了90%。最后,详细分析了不同金属电镀层厚度对天线性能的影响。

基于T型谐振器的抗干扰矩形波导缝隙阵列天线设计

介绍了一种抗干扰矩形波导缝隙阵列天线的设计方法,仿真、设计并加工了一款基于T型谐振器的四缝隙矩形波导缝隙阵列天线.通过在矩形波导下壁引入周期性的T型谐振器,有效提升了天线的抗干扰能力.测试结果表明,该天线的-10 dB阻抗带宽为10.3%(5.5~6.1 GHz),增益为11.5~12.8 dBi,天线效率为72.1%~87.3%.与传统矩形波导缝隙阵列天线相比较,本文设计天线在抑制频段7.9~9.6 GHz的抗干扰能力提升了32.2~69.3 dB,适用于多频段、多任务的无线通信、雷达系统等.

平行双缝型波导缝隙阵列天线的导纳分析

平面波导缝隙阵列天线以其体积小、重量轻在飞行器雷达天线上获得广泛应用 ,但是传统的单缝型波导缝隙阵列天线的缺点是频带较窄 .以双缝代替单个缝隙作为辐射单元在一定范围内解决了这个问题 .提出了对双缝的导纳研究方法 ,得出双缝的频率特性优于单缝的重要结论 .实验证明了该方法的有效性 。

矩形波导缝隙阵列天线的快速综合算法

矩形波导缝隙阵列天线计算复杂,本文提出一种快速综合算法,充分考虑互耦的影响,并且可以对同相或不同相缝隙电压加权进行综合.首先在有源导纳法的基础上得出一个矩阵方程,互耦的影响和缝隙自身的影响分别可以用方程中的一个矩阵完全表示.分析矩阵的特性后,本文可将对面阵的综合转换为对每条波导上缝隙的综合,大大降低计算量.仿真实例验证了算法的有效性.

Ku波段波导混合缝隙阵列全向天线的设计与实现

研究并设计了一个工作在Ku波段的波导混合缝隙阵列全向天线.利用电磁仿真软件CST进行仿真设计,采用边馈形式,通过同时对波导的宽边和窄边开缝进行缝隙天线阵列设计,使设计的Ku波段的波导混合缝隙阵列全向天线具有良好的匹配、较高的增益和较好的不圆度,并对设计的天线进行实际加工制造、调试,最终仿真与实测结果能够较好地吻合.

毫米波车地通信的小型化波导螺旋阵列天线设计

高速磁浮列车毫米波车地通信系统要求其车载天线具有小型化、宽频带、圆极化和辐射扇形波束等特点。为更好地满足这些要求,设计一种中心馈电的小型化波导螺旋阵列天线。该天线馈电系统采用同轴波导中心馈电、4路矩形波导并馈的形式,通过改变馈电波导尺寸、耦合探针长度以及末端采用波导同轴转换器等形式,实现了所有单元的等幅馈电;天线单元由低剖面螺旋天线构成,采用顺序旋转技术改善天线的圆极化性能。利用全波电磁仿真软件设计了一款中心频率为38 GHz的28单元波导螺旋阵列天线,并进行了实验测试。测试结果表明:在37~39 GHz频带范围内,天线驻波比小于1.41,增益大于21.7 dB,轴比小于3.6 dB,俯仰面波瓣宽度为4.5°~4.7°,方位面波瓣宽度为29°~29.7°,满足毫米波车地通信系统车载天线的设计需求。

波导裂缝阵列天线的结构设计

简述了常规波导裂缝阵列天线的结构设计方法 ,同时以某些天线为例强调了结构设计时主要考虑的几个因素。

波导裂缝阵列天线阵面设计

介绍了波导裂缝阵列天线的整体结构 ,分析了天线各个组成部分的作用和在工程设计中必须考虑的一些实际问题。最后阐述了有源导纳法 ,以及设计辐射阵面的三个设计方程。

波导裂缝阵列天线可生产性研究

简要分析了波导缝隙阵列天线在焊接加工中可能出现的问题,以及这些焊接问题对天线性能可能产生的影响。通过对天线波导内电磁场特性参数的分析,对波导平板缝隙阵天线的设计及加工焊接中可能存在的问题在波导的电磁场特性的层面进行研究与探讨,研究结论可供平板缝隙阵天线的设计及焊接工艺参考。