大型双板导波天线对核电磁脉冲传输损耗和畸变特性

大型导波核电磁脉冲模拟器可为系统级装备试验提供自由空间辐照环境。针对此类模拟器常用的双板导波天线可能存在的传输损耗和波形畸变问题,以电磁仿真软件和算例对比分析研究了3种主要的影响因素,包括土壤的介电损耗及其抑制、前锥板向平行板转折的结构不连续、线栅阵列代替金属板的缝隙泄漏。研究结果表明:对上下极板等宽的情形,土壤损耗可使电压传输效率降低25%以上;适当展开下极板宽度可屏蔽土壤损耗;上极板转折处的结构不连续可导致平行段试验空间内电场呈现双峰交叠、幅度降低、波形畸变等特征;最大线间距0.3 m不会导致前沿显著变化。作为工程应用案例,设计了前锥长度60 m、顶高15 m、下极板拓宽3 m、由100根线栅阵列构成上极板的导波天线,试验空间超过20 m×20 m×10 m,实现了前沿2.5~3.0 ns双指数脉冲的无损耗、无畸变传输。

负泊松比手性结构圆薄板的参数设计

薄膜张紧在曲线边界上必然产生反枕效应,这会降低网状可展开天线的型面精度。为了减少影响,通常采用增加径向肋或者网面牵引索等措施,但这些方法会增加可展开天线的复杂程度。王一鸣、黄鹏飞提出了一种弱刚度复合膜,通过调整厚度使其具有一定的弯曲刚度降低反枕效应的影响,但厚度的增加会增加天线的质量。根据薄板的弯曲刚度方程可知,为了在不改变材料厚度的情况下改变弯曲刚度,通过调节材料的泊松比可以达到这个目的。文章利用等效法计算了伞天线反射面形成时两肋间材料需要施加的位移;将天线反射面等效为薄板,计算了在此位移下为消除反枕效应圆薄板所需的弯曲刚度;选取了合适的负泊松比结构,即手性结构,计算了为实现这一弯曲刚度所需的手性结构胞元的几何参数;最后,利用有限元对胞元进行强度校核,以保证设计的手性结构能满足后续实验加载需求。

相控阵天线热真空试验控温方法

在相控阵天线的热真空试验中,天线的辐射散热器不参与试验。为保证地面试验温度状态与在轨飞行状态一致,文章提出采用液冷板、并结合真空容器内辐射热沉和传导热沉对相控阵天线进行控温的方法。热真空试验结果表明,相控阵天线控温状态良好,温度波动在±0.8℃之间,满足天线温度波动<2℃的要求,达到了地面热真空试验考核的目的。

Design and Performance Enhancement of Vivaldi Antenna

In this paper,a computer aided design of Vivaldi Antenna is developed which is used to study the effect of different parameters such as rate of opening of exponential slot and size of the radius of circular slot of the Vivaldi Antenna.The proposed design resulted in enhancement of gain and reduction in reflection losses.COMSOL Multi physics simulator is used to design the proposed Vivaldi antenna.

小型化多陷波新型超宽带天线设计与研究

提出了一种小型化新型多陷波超宽带(UWB)天线,陷波结构简单且紧凑,该天线体积仅为25 mm×18 mm×1 mm。天线由改进矩形辐射贴片和改进的半圆形接地板组成,天线的工作带宽为3.1~15.1 GHz。在辐射贴片上开U形窄缝隙和倒U形槽,实现了4.1~4.8 GHz频段和7.1~7.9 GHz频段的陷波特性,且在微带线上刻蚀U形窄缝隙,产生了5.4~5.9 GHz频段的陷波特性,通过优化测试表明,该天线能有效抑制INSAT波段(4.4~4.5 GHz)、国际卫星波段(4.5~4.8 GHz)波段、部分WLAN波段(5.725~5.825 GHz)以及X波段(7.25~7.75 GHz)多频段的窄带信号干扰。除陷波频段外,该天线具有良好的性能和全向辐射特性,适合应用于各类超宽带系统中。

面向天线板热变形的有限元模型修正方法

为满足卫星天线板的在轨热变形测量要求,需要建立精确有限元模型模拟天线板热变形过程。蜂窝夹层板作为天线板主体结构,在有限元建模过程中通常需要对其进行简化处理,导致有限元计算结果与实验测量值之间存在差异。针对上述问题,进行了高温环境下天线板结构的热变形实验,得到温度场分布与热变形位移矩阵。通过对温度场拟合得到有限元模型热载荷。在此基础上,提出了利用天线板有限元模型与实验模型面外位移测量矩阵的均方根误差作为修正目标,基于多岛遗传算法的有限元模型修正方法,对模型材料参数与边界条件进行修正。修正后有限元模型的预测精度得到了明显提高。

基于非对称辐射单元的毫米波全金属漏波天线

周期漏波天线具备后向端射-前向端射的连续波束扫描能力。全金属周期漏波天线在毫米波雷达等系统中具有明确的应用前景,但普通方案受制于开放阻带效应,边射性能差、扫描性能受限。目前抑制开放阻带效应的方法主要包括加载四分之一波长变换器或匹配短截线、不对等双辐射元、短路过孔匹配等,适合于全金属周期漏波天线的解决方案尚待发掘。文中提出了一种采用非对称辐射单元抑制开放阻带效应的方法,并结合等效电路模型进行机理分析和方法验证。采用非对称辐射单元设计了毫米波全金属波纹平行板波导周期漏波天线。该天线在26.5~36 GHz频带内具有-47.5°~8.5°的连续波束扫描能力,且辐射效率高于78%。仿真和实验结果表明,该非对称辐射单元能够很好地抑制开放阻带效应,适用于宽角频扫全金属周期漏波天线设计。

基于视觉定位的螺钉自动紧固装配系统

针对人工装配螺钉工作效率低、劳动强度大、产品装配质量不稳定的问题,提出一种基于视觉定位的螺钉自动紧固装配系统。该系统以SCARA(selective compliance assembly robot arm)机器人为基础,引入基于亚像素边缘的视觉定位技术,对螺钉装配定位偏差进行精确补偿,具有效率高、可靠性高、适应性强等优点。通过试验验证,系统视觉定位精度优于0.02 mm,螺钉紧固合格率高于99.8%。

毫米波平板隙缝阵天线工艺设计与制造

毫米波平板隙缝阵天线具有增益高、副瓣低、体积小和质量轻等优点,是毫米波雷达的关键设备。针对其多层、空腔、薄壁的复杂结构特点和加工精度高、封装性好的工艺要求,结合集成工艺设计,应用CAD/CAM一体化技术和精密连接技术,实现了天线的高技战术性能要求。

平板端射天线组阵的研究

传统端射天线是中等增益天线,不能满足雷达等对高增益的要求。为了提高增益和方向性,把平板端射天线单元进行了组阵。经过大量的仿真分析并结合原有试验结果,发现了平板端射天线的组阵不符合常规天线组阵理论。端射天线阵的增益随着天线单元间距的增大而提高,并且间距在1.5倍波长时天线阵的增益最高。这种特殊的天线组阵形式值得进一步研究。

一种新型自适应天线的阵列输出特性分析

针对杜惠平(1999)提出的一种基于菲涅尔区修正结构聚焦的多波束自适应天线,引入一个统一的模型,通过与均匀线形阵列的比较和分析,说明了这种自适应天线的阵列输出特性兼有均匀线形阵列和多波束天线二者的特点。计算机模拟结果表明,利用这种天线可以有效地完成自适应处理。

不同时序破片和冲击波在对天线的复合毁伤分析

为了能清楚地了解杀伤爆破战斗部爆炸预制破片和冲击波对雷达天线阵面靶板的复合毁伤特性,采用LS-DYNA3D动力有限元软件,对破片和冲击波在不同时序下对天线阵面等效靶板的复合毁伤作用过程进行了一系列数值模拟研究,描述了两者在不同时序下对靶板的复合毁伤过程中的基本现象,分析了靶板某典型节点的位移变化规律,揭示了破片和冲击波作用靶板的不同时序对靶板损伤变形的影响。研究表明:破片和冲击波对装备部件的复合毁伤效应,不是二者毁伤效应的简单叠加,而存在特殊的作用机理,且这与二者到达目标的时序有关。所得结果不仅促进了损伤机理的研究与发展,而且还对杀伤爆破战斗部结构的优化具有参考价值。

集装箱表面的超高频RFID标签天线设计

提出了一款用于集装箱上的超高频RFID标签天线。从实际制作角度详细分析了天线与金属板的不同距离和金属板不同尺寸对天线参数的影响。结果表明,通过适当选取天线与金属板的距离以及联系实际的使用环境,其阅读距离基本满足要求,并且金属板尺寸的增大,使天线的增益也随着增大,但对天线的匹配影响较小,适合集装箱上RFID标签天线的应用。

用平行板天线测量有界波电磁脉冲模拟器地面场

提出一种有界波电磁脉冲（ＥＭＰ）模拟器地面场的测量方法。它具有简便、无源、不受输入电压限制、频带宽的特点。特别适用于比较复杂的电磁环境中电场的测试，可实现信号大幅度传输，能有效地提高测试系统的信噪比。

机载雷达平板裂缝天线的结构设计

介绍了机载雷达平板裂缝天线的基本原理、结构设计方法、材料的选择以及公差的确定等 ,并提出了今后的努力方向。

基于蒙特卡洛法的卫星天线板展开精度分析

卫星天线板的展开精度对卫星在轨工作精度有影响显著,展开精度受多种因素影响,其中加工装配误差难以避免且具有不确定性,需利用统计和概率方法进行研究。文章分析了卫星天线板支撑机构锁定铰链锁定位置偏差对天线板展开精度的影响;建立了卫星天线板动力学模型,提取动力学分析结果作用于展开状态的天线板有限元模型进行静力分析,得到结构节点变形;定义了衡量天线板变形程度的精度指标,包括平面度偏差和指向角度偏差;基于给定的铰链锁定误差分布,采用蒙特卡洛法得到了天线板展开状态下精度指标的概率分布,拟合并验证了其满足正态分布,为天线板的可靠性设计和展开精度改进提供了依据。

大带宽脊形接地板贴片天线

提出一种新型的大带宽脊形接地板微带贴片天线.天线采用空气介质层,通过在脊形接地板顶端用同轴探针馈电单层方形贴片,从而减小了探针电感,能获得很宽的工作带宽.该天线的实测VSWR≤2阻抗带宽达到了90.1%,覆盖1.75～4.62 GHz的频率范围.

端射相控阵天线设计

首先分析了端射相控阵列的特殊性,以及传统理想点源阵描述端射阵列的不足。然后以八木天线为原型设计了平板端射天线。为了提高增益和方向性,把四个平板端射天线单元在端射方向上排列。通过调整单元之间的间距和馈电相位,形成特殊的相控阵,达到了比较好的组阵效果。经过仿真和实际加工测试,认为这种天线结构优于传统的组阵形式。

Fresnel区板天线辐射特性的矢量场分析

本文利用矢量场统射理论分析研究Ｆｒｅｓｎｅｌ区板天线的辐射特性，并统一考虑馈源对天线增益、副瓣电平和交叉极化等参数的影响，所做工作适用于透射型和反射型Ｆｒｅｓｎｅｌ区板天线。天线远场方向图的计算和实测结果吻合较好。

一维菲涅尔区相位修正平面反射器的聚焦特性研究

在平面上沿某一个方向进行1/P波长的相位修正,可以构成一维菲涅尔区相位修正平面。由此而得到的平面反射器可作为抛物柱面反射器的替代物来构成扇形波束天线。本文用物理光学法分析了平面波入射时该结构的聚焦特性,并给出了一组焦散区场分布的数值计算结果。