一种宽频带Vivaldi天线设计

文章针对常规宽频带天线的体积过大等一些缺陷,设计了一种宽频带Vivaldi天线。该天线为微带天线,在正面蚀刻指数渐变槽辐射贴片,通过开路腔扩展天线的阻抗带宽,在背面使用微带线耦合馈电。对天线的电性能进行了仿真分析,仿真结果表明,在0.7~3CHz范围内,天线电压驻波比小于2,天线增益大于等于0.5dB,天线增益随频率变大而增加,该天线可以在超过4.2个倍频程的频带内良好工作。

一种工作于0.5～2GHz的小型化Vivaldi天线

设计了一种用于浅层冰盖探测的小型化宽带Vivaldi天线,该天线使用微带转槽线的巴伦馈电,可工作于500MHz～2GHz的带宽之内。天线采用共面结构,能够有效降低交叉极化电平。为提高天线的增益并避免低频端方向图端射方向出现凹陷,使用了较厚的介质基片,并增加了天线的长度,但天线的尺寸仍只有345mm×263.7mm,仿真得到的天线增益在全频带内大于2.8dBi。测量得到的阻抗带宽(驻波比≤2)达到1.94GHz,与仿真结果较为吻合。测试得到的E面和H面归一化方向图在大于800MHz的频带内与仿真结果一致性较好。

加载引向器的小型化对跖Vivaldi天线设计与仿真

提出一种加载引向器的小型化对跖Vivaldi天线(AVA)。相比大多数对跖Vivaldi天线,该天线具有非常小的尺寸,其大小只有14 mm×34 mm×0.8 mm。引向器结构设置为三角形,置于天线的开口中间。相比传统的对跖Vivaldi天线,引向器能引导电磁波从天线的口径传输到介质板的边缘,这样造成的反射比较小且传输特性良好。此外,为了减小测量误差,将天线与超小型(SMA)头联合仿真,结果表明,该天线在5.2～11 GHz频段内S_(11)<-10 dB,具有较宽的带宽;且在8.5～11 GHz范围内,天线的增益明显增加,验证了这种新设计的可行性。

X波段宽带Vivaldi相控阵天线的设计

为了同时兼顾天线的带宽和尺寸,设计了一副工作在X波段的宽带雷达相控阵天线。由于只考虑雷达一维方向扫描,故采用线性阵列。阵列单元选用开口为指数型的渐变槽线天线,天线单元的尺寸为1.5λ×1.2λmm,阵列单元沿H面排列。仿真结果表明,该天线阵的工作带宽达到20%,增益达到16dB,辐射效率高于90%。分析了天线阵单元间的互耦效应,耦合强度小于-20dB,计算结果与仿真结果具有良好的一致性。

高增益低副瓣X波段宽带圆极化Vivaldi天线阵设计

设计了一种新型的覆盖X波段的宽带圆极化2×2天线阵,具有高增益、低副瓣和良好的圆极化性能。该阵列以Vivaldi天线为基本单元,采用旋转对称的十字形结构,四端口等幅馈电且相位依次为0°,90°,180°和270°。此天线阵在整个X波段内阻抗匹配良好,轴比均低于3 dB。采用矩形栅栏和底部扼流环结构将天线地板上的表面电流集中在槽线附近并降低后向辐射,从而获得低副瓣和高增益。频段内的峰值增益为10.7 dB,前后比大于20 dB。两个主平面的方向图对称性良好且基本重合。各天线单元间的低耦合使得天线阵的交叉极化很低。实物测试结果与仿真结果基本吻合。

宽带低剖面多极化发射阵列天线的设计

设计了一个宽带二维扫描三角栅格多极化发射阵列,阵列天线采用双极化全金属Vivaldi结构。金属Vivaldi天线小型化可满足三角栅格的布阵条件,依据极化形成理论,研究其多极化形成特性以适应更多元化的应用。通过样机实测结果表明,该天线阵在X、Ku频段内(工作带宽3:1)可实现大功率多极化形成;在有源驻波比(VSWR)小于3时,方位面和俯仰面扫描角可达到±30°;等效辐射功率(扫描角±30°内)可达到110 kW;阵列剖面为17 mm。

宽带探地雷达系统研究及在工程检测的应用

宽带探地雷达系统以其高分辨率而受到重视.我们系统地分析、模拟和实验测试了宽带天线,在网络分析仪的基础上研究和开发了宽带的探地雷达系统.对不同模型进行探测,结果表明系统具有很高的分辨率.更重要的是该系统可以在与被探测介质不接触的情况下对介质内部进行探测,具有很高的工作效率.在工程质量检测中将具有巨大应用前景.

基于电磁辐射时延估计的串联光伏直流电弧故障定位方法

串联直流电弧故障是光伏系统电气火灾的主要诱因,在系统运维中不仅需要识别电弧故障,更需要确定电弧故障的发生位置。针对光伏串联直流电弧故障定位问题,该文提出一种基于电弧电磁辐射信号广义互相关时延估计的故障定位方法。搭建光伏串联直流电弧故障定位试验平台,分析光伏串联直流电弧电磁辐射信号特性,其在电弧产生初期具有明显的脉冲变化特征,且电弧电磁辐射信号强度与电流变化率成正比。通过对比分析,选取性能较为均衡的Vivaldi天线进行电弧电磁辐射信号测量,其带宽为100 MHz~1 GHz。采用4根天线构成的Vivaldi天线阵列进行电弧故障定位,其天线分别位于棱长1 m的正三棱锥顶点。利用最大似然加权算法进行广义互相关时延估计的加权处理,减少信号噪声影响;同时用最小二乘法进行电弧电磁辐射信号互相关频谱峰值拟合,从而减小频谱计算中栅栏效应的影响。试验结果表明,所提方法的定位误差在15%以内,为基于电弧电磁辐射的故障定位策略应用提供了依据。