RADIATION CHARACTERISTICS OF AIRBORNE SPIRAL ANTENNAS

The radiation fields of the Archimedean spiral antenna are derived by approximating the spiral with a series of semicircles. The computational formulae for calculating the radiation fields of the airborne spiral antennas are developed by using geometrical theory of diffraction (GTD). The calculated results are in good agreement with the experimental ones.

特高频段内油中与空气中放电频谱特性研究

针对不同放电模型采用特高频检测技术开展了油中与空气中放电特性的研究。实验结果表明 :油和空气中放电在时域及频域上存在差异。油中放电的一次放电脉冲持续时间较短 (约为几十ns) ,信号能量主要分布在 30 0～ 110 0MHz范围内 ;而空气中放电的一次放电脉冲持续时间超过几百ns,信号能量主要分布在 0～ 2 0 0MHz范围内。这些差异可为变压器用特高频法进行局放在线监测中选取合适频段以消除空气中电晕放电脉冲型干扰提供基础。

曲折臂形式的阿基米德螺旋天线小型化研究

把阿基米德螺旋天线的天线臂设计成曲折线的形式,以延长天线臂的电长度,从而达到小型化的目的。对几种不同折线方式的天线进行了仿真,选取一种最佳形式,对其进行了优化,并给出了一种宽频带双面微带线巴伦的设计方法。仿真与实验结果表明：在0.8～4.0GHz频段,与经典阿基米德螺旋天线的结果相比,天线的口面面积减小27%时,仍具有良好的阻抗特性、轴比特性和增益特性。

一种新型曲折臂阿基米德螺旋天线

提出了一种新型曲折臂阿基米德螺旋天线结构——正弦波曲折臂阿基米德螺旋天线。在阿基米德螺旋线中加入正弦波可以在螺旋线半径一定的情况下更好地延长天线臂的电长度,提高天线的小型化程度,并有助于保持传统阿基米德螺旋天线优良的辐射特性。仿真和测量结果表明:在2 GHz～10 GHz的频率范围内,与传统的阿基米德螺旋天线相比,正弦波曲折臂阿基米德螺旋天线口径面积减少了47%。

平面螺旋天线小型化研究

由于在超宽频带范围内具有良好的圆极化特性,平面螺旋天线在现代通信领域的应用越来越广泛,但是其在低频工作时的大尺寸决定平面螺旋天线在未来的应用中必须实现小型化。平面螺旋天线的小型化分为口径面积的小型化和剖面的小型化。本文归纳总结了前人在平面螺旋天线小型化方面的方式方法与我们在这方面的创新研究。口径面积的小型化方面,设计了正弦波曲折臂阿基米德螺旋天线、复合式平面螺旋天线及自补特性不变的臂宽渐削式阿基米德螺旋天线,分别获得63.6%、73.2%和73.1%的口径面积小型化。在剖面小型化方面,从一个全新的角度出发,解决了平面螺旋天线低剖面设计中面临的馈线长度问题,设计了低输入阻抗的平面螺旋结构及其相应的小型化结构,这两种结构在端口阻抗设为75Ω和50Ω时可获得较好的宽带匹配,它们的剖面深度分别是各自最大工作波长的15%和2.7%。

曲线分段的矩量法分析阿基米德平面螺旋天线

从混合位积分方程出发，采用矩量法结合曲线分段的三角基函数和脉冲检验函数分析了阿基米德平面螺旋天线，给出了输入阻抗，电流分布以及辐射方向图结果。从曲线形式的海伦积分方程出发结合折线分段的脉冲基函数点匹配法比较结果与文献[2～4]十分吻合。由于采用了曲线分段，在相同分段数情况下其结果的精度将比采用折线分段的高。

新型低剖面阿基米德螺旋天线设计

设计了一款低输入阻抗的阿基米德螺旋天线。在传统阿基米德螺旋天线的始端加入宽度一定的指数螺蜷线,天线的输入阻抗得到降低,从而放松了对指数渐变微带线馈电巴仑的长度要求。该天线的输入阻抗为75Ω,这使得指数渐变微带巴仑的长度仅为22.5mm即可充分满足天线在2～10GHz频率范围内的馈电要求。天线采用深度为22.5mm(约为最大工作波长的15%)的反射背腔,测试结果表明:在2～10GHz的频率范围内,天线驻波比小于2.5,天线主辐射方向上的轴比小于4dB,方向图对称性良好。

特高频传感器结构参数对其幅频特性的影响

传感器是变压器特高频局放检测中的关键设备之一,阿基米德螺旋天线和平面等角螺旋天线是目前常用的特高频传感器,采用扫频法在吉赫横电磁波室内测量了一系列结构参数不同的这两种螺旋天线的幅频特性,并在空旷场地测量了它们的驻波比。测试结果表明:天线内外径尺寸对其幅频特性的影响比较明显;测试天线的驻波比小于2,能满足工程测试的要求;变压器局放检测应选用宽频带特高频传感器;平面等角螺旋天线适合应用于局放检测,阿基米德螺旋天线适合用于局放时延定位研究。

一种探地雷达平面螺旋天线的研究与开发

对一种用于UHF波段探地雷达的平面阿基米德螺旋天线进行了分析和研制,重点分析了腔体中不同吸波材料的设置结构对天线频率性能的影响,给出了相关特性的实测结果,并根据各种影响设计了一种体吸波结构,实测结果说明了该设置结构的有效性。给出了该天线的实测方向图,进一步说明了该天线的可靠性。

Ku波段新型左手材料平面天线罩

利用新型的平面左手材料做天线罩,获得窄的天线波束。首先对所需频段内的左手材料的性能进行研究。并制作出几块左手材料平面天线罩。将左手材料平面天线罩和阿基米德螺旋天线结合起来进行研究测试,探讨加入天线罩后天线方向图的变化。实验证明加入左手材料平面天线罩后,天线的波束得到汇聚,同时增益提高了5dB左右。

一种新颖的光子带隙平面螺旋天线

介绍了阿基米德螺旋天线的原理与设计方法,仿真了背腔式阿基米德螺旋天线,并与实际测试结果吻合;研究了一种新颖的光子带隙平面螺旋天线,这种天线用光子带隙代替金属反射腔作为反射面以得到单向波束,仿真与实验发现,光子带隙阿基米德螺旋天线的增益提高约有2dB,后瓣降低了10dB,在有效的工作带宽内天线的性能得到了改善。

室内蜂窝用曲折臂阿基米德缝隙螺旋天线设计

文中设计了一种用于室内蜂窝通信的正弦波曲折臂阿基米德缝隙螺旋天线。在阿基米德螺旋线中加入正弦波可以在螺旋线半径一定的情况下更好的延长天线臂的电长度,提高天线的小型化程度,并有助于保持传统阿基米德缝隙螺旋天线优良的辐射特性。仿真和测量结果表明:在0.4GHz～2.5GHz的频率范围内,与传统的阿基米德缝隙螺旋天线相比,文中设计天线口径面积减少了62.3%。

平面螺旋天线圆形阵列及其测向性能研究

分析仿真了单个平面阿基米德螺旋天线阵元的辐射特性,在此基础上,研究了由该天线为阵元构成的8单元圆形阵列方向图特性,相比于全向阵元构成的8单元圆阵,平面阿基米德螺旋天线阵列可以有效地降低副瓣电平,改善阵列方向图特性。最后讨论了基于MUSIC算法的该阵列测向性能并给出了仿真结果。

机载螺旋天线辐射特性的研究

本文用螺旋的半圆近似法计算了阿基米德螺旋天线的辐射场。应用几何绕射理论(GTD)导出了机载螺旋天线辐射场的计算公式。计算结果与实测结果进行了比较,两者吻合较好。

宽带平面螺旋天线的研究与设计

平面螺旋宽带天线具有频带较宽、体积较小、圆极化性能较好等特点，应用范围很广。但是这种天线增益较低，馈电匹配较难实现，尤其是前者，使得其性能大打折扣。通过研究影响平面螺旋宽带天线增益和馈电匹配的主要因素，设计了2~7 GHz范围内的宽频带平面螺旋天线。理论分析和仿真实验结果表明，对改善平面螺旋宽带天线的性能有一定的工程参考价值。

阿基米德螺旋天线的群延迟和UWB-SAR系统延迟的补偿研究

将Archimedean天线的群延迟分为色散部分和非色散部分。利用Archimedean螺旋线的几何特性揭示了其固有的色散特性,有效地解决了该类天线群延迟未知情况下的补偿问题;将天线群延迟的非色散部分等效为附加系统延迟,利用定标体形成的曲线特征,提出了一种基于Hough变换(HT)的延迟系统估计方法,并利用曲线的对称性降低HT的维数,提高估计速度。轨道超宽带SAR数据的处理结果验证了所提方法的有效性。

用于多模卫星导航信号接收的半球形阿基米德螺旋天线

平面阿基米德螺旋天线具有双向辐射特性,在实现单向辐射时会降低效率。将平面阿基米德螺旋天线共形到局部半球上可以得到一种新型结构的半球形阿基米德螺旋天线,分析了这种天线的结构特点,进行了仿真与实验,研究结果表明,在覆盖多模卫星导航信号工作频率的1.1-1.7GHz频段内,反射损耗小于-10dB,增益大于3.9dB,前后比大于3.6dB,相位中心稳定度小于2mm,可满足宽频带圆极化多模卫星导航共用接收天线的设计要求。

光子晶体在分布式干扰机系统中的应用

光子晶体是一种具有具有频率禁带的新型周期结构,它独特的频率带隙特性使得光子晶体具有广泛的应用前景。介绍了光子晶体的基本概念,研究了高阻电磁表面的结构和电磁特性。对高阻电磁表面在分布式干扰机系统中的应用进行了研究,设计了一种用来改善干扰机系统中平面螺旋天线性能的高阻电磁表面结构,测量结果表明其对降低天线背瓣、增加天线增益以及减小收发天线耦合等方面有显著效果。

平面阿基米德螺旋天线的矩量法分析

在推广的海伦积分方程的基础上对方程进行了化简 ,得到了 Nakano方程 ,用矩量法将方程化为矩阵方程 ,给出了广义阻抗矩阵 ,电压矩阵的表达式 .并以平面阿基米德螺旋天线为例 ,计算了天线上的电流分布和辐射特性 ,验证了天线的频率无关特性 .

接地双层介质上平面螺旋天线的数值分析与实验结果

本文对接地双层介质结构上的阿基米德平面螺旋天线进行了研究。以接地双层结构上水平赫芝偶极子Ｓｏｍｍｅｒｆｅｌｄ型积分的格林函数为基础，用矩量法求解积分方程，从而确定出螺旋天线臂上的电流分布。用渐近法估计Ｓｏｍｍｅｒｆｅｌｄ积分得到远区电场的解析表达式，由此计算出输入阻抗、方向图、功率增益和轴比。这些参数值对于双层结构上印刷线天线的优化设计具有重要指导意义。