双层微带贴片天线单元的实验研究

针对微带贴片天线频带较窄的缺点，提出了一种能使频带显著增宽的双层微带贴片天线的新结构，对之进行了宽频带匹配的实验研究。适当地调整上、下两层贴片的位置，并在下贴片的四周加上无源导体条带，得到ＶＳＷＲ≤２时（相对频宽达３０％左右）和ＶＳＷＲ≤１．

渐变槽线天线的参数分析与设计

研究了渐变槽线宽带宽角扫描天线阵列的关键参数进行了研究,提出了2种新的改善扫描驻波的方法对渐变槽线天线的研究。一是天线单元内部的结构参数,包括带状线开路段、圆形槽谐振腔、槽指数率、槽长度;另一个方面是阵列中的排布,包括阵列栅格距离、栅格形状。仿真分析借助HFSS进行,最后给出了结果,带宽大于3∶1,E面H面扫描角大于45°。

新型双极化波导缝隙天线研究

传统的双极化波导缝隙天线阵每种极化方式交叉极化都较差,极化端口隔离度不高,尤其是垂直极化波束在进行大角度扫描时,容易出现二次副瓣。针对上述情况,文中介绍了一种新型的双极化波导缝隙阵天线阵,水平极化天线采用非倾斜窄边缝波导缝隙天线阵,垂直极化天线采用非对称脊波导宽边开缝波导缝隙天线阵。通过对该新型双极化波导缝隙阵进行仿真分析和试验研究,发现该组阵方式较大改善了2种极化方式的交叉极化,有效提高了2种极化天线之间的隔离度,可实现宽角扫描,较大改善了整个阵面的性能,具有较好的工程实用性。

超宽带全金属Vivaldi天线的设计

设计了一种全金属的Vivaldi天线,当频率为3~17 GHz时,其VSWR〈2,在宽边扫描情况下,VSWR小于2.0的带宽能达到11 GHz. 它不仅具有频带宽、方向性好等特点;同时,它还能解决传统 Vivaldi天线制作工艺复杂、制作成本高、物理强度低等问题,能更好地应用于高功率雷达等领域. 文中利用高频结构仿真软件HFSS对设计天线的几何尺寸进行了优化,并进行了仿真与分析,通过计算天线的驻波比、方向图、增益等性能验证了天线的超宽带、宽边扫描的特性.

低RCS相控阵天线设计

雷达天线是飞机的强散射源之一,对飞机整机RCS的贡献是显而易见的。雷达天线是特殊的散射体,其散射机理比普通散射体更为复杂。相控阵天线在低散射特性方面具有先天优势,对相控阵天线的结构项散射、模式项散射、RCS栅瓣3大强散射源进行了研究,分别对其散射机理进行了分析,并提出了相应的缩减方法,为低RCS相控阵天线的设计提供了依据。采用低RCS综合设计的相控阵天线其散射可以降低10 dB～20 dB,获得很低的RCS散射特性。

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.

双层方环可电控FSS吸波屏设计和实验研究

提出了基于双层方环FSS结构的可电控吸波屏,通过加载PIN二极管在X波段实现了对FSS吸波屏吸波性能的电流控制。加工制作了可电控吸波屏的实验样品板并进行了实验测试,分别测量了垂直入射与斜入射情况下、电场极化同PIN管极性所趋方向相同时吸波屏的反射率频响曲线,曲线中保证有效吸收的频带区域的动态迁移范围覆盖了整个X波段。实验结果表明:该吸波屏能够有效吸收入射电磁波,其吸波性能经电流的控制可满足不同的带宽要求,且带宽的可电控特性在垂直入射与斜入射时均达到了预期的目标,体现了双层方环型FSS吸波屏对多角度入射波的适应性。

基于FFT平面相控阵天线方向图快速计算

研究了二维矩形栅格平面相控阵天线方向图快速FFT计算方法,通过严格数学推导过程,揭示了平面阵列方向图与二维FFT之间内在必然联系。借助可见空间的概念,给出FFT应用详解。结合实例,验证处理方法正确性,并检验计算速度。最后,文中描述了切面方向图处理、扫描角精度分析、方向性系数计算等。

一种低栅瓣大瞬时带宽相控阵天线的设计方法

宽带相控阵天线一般利用时延补偿技术来实现。首先分析了波束指向的偏移对相控阵天线带宽的限制。接着对子阵均匀划分、不均匀划分、部分相位加权等方法进行了全面分析和阐述。相位的确定是通过遗传算法实现的。证明了采用这些方法,阵列的栅瓣、波束指向偏移都有较大抑制,带宽相应增加,为宽带相控阵天线的设计提供了参考价值。

级联型高阻抗表面减缩双频天线雷达截面方法

针对双频天线的带内雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)减缩难题,提出一种高阻抗表面(High Impedance Surface,HIS)加载技术的隐身新途径:对应天线的两个工作频段,基于同相反射相位带隙,设计两种HIS结构,进行级联后加载到双频天线结构中,通过二者散射场的对消,实现入射波垂直照射下、天线两个工作频带内RCS的减缩.结果表明:加载级联HIS结构后,双频天线基本保持其原有辐射特性,同时,在两个工作频带内分别实现了5dB和15dB以上的减缩效果.

一种开双C型槽的新型宽带微带天线设计

提出一种新型宽带天线结构，在天线贴片两边缘开两C型槽，以激励出新的谐振点，并在介质与地板间加入空气层，降低Q值，从而在较小体积的条件下实现展宽带宽的目的。通过仿真与测试结果表明，该天线在3．92～4．47GHz频带内反射系数均小于-10dB，方向增益达到8．22dB，具有良好的辐射特性。

扫描波束天线无相位近场测量技术

以寻找高频扫描波束天线近场测量方法为目的,提出了一种结合差分进化算法和迭代傅里叶变换算法的双平面无相位近场测量方法.首先用线极化探头在近区采集正交方向切向场幅值信息;其次使用差分进化算法寻找合适的初始迭代相位;再利用迭代傅里叶变换算法对一扫描面上的相位进行还原;最后使用采样幅值和还原相位结合近远场变换理论求得天线远场方向图.为验证方法可行性,以对称振子天线阵为模型,对不同扫描角时的测量过程进行仿真,均获得良好结果.

高分三号卫星C频段多极化有源相控阵天线系统设计

高分三号(GF-3)卫星SAR载荷天线是中国首副成功在轨应用的C频段多极化天线,其采用有源相控阵体制,多极化共孔径设计,波束控制灵活,能够实现12种常规工作模式及多种扩展模式。GF-3卫星C频段多极化有源相控阵天线(简称SAR天线)质量占到卫星总质量的46%,工作时最大功耗占卫星能源功耗的60%以上,而其发射功率、带宽特性、方向图等都对成像性能有着至关重要的影响。文章针对GF-3卫星SAR天线C频段、多极化、大带宽、高功耗、高精度、大尺寸、轻量化等特点,介绍了天线系统设计的内容及主要性能结果,可为中国后续SAR卫星有源相控阵天线的研制提供参考。

一种微带反射阵列天线单元带宽拓展方法

在微带反射阵列天线设计中,采用大小不同、结构相似的多个空心单元于同一层面上嵌套形成组合单元,可以拓展单元带宽。通过几种单元实例计算对比和实验阵面性能的仿真分析,结果表明采用此组合单元可有效拓展阵中单元及微带反射阵列天线系统的工作带宽。应用此组合单元法步骤简单,具有一定的通用性,可为各种反射阵列天线设计和工程实践参考。

低雷达截面的超宽带双环单极子天线

介绍了研制的一种新型可用于雷达低可见平台的超宽带双环单极子天线。该天线利用由金属通孔连接的2个环状结构作为辐射单元,利用两边倒有90°圆弧角的矩形结构设计辐射地板。辐射单元和辐射地板印制在介电常数为2.65的介质材料板上。对天线的辐射和散射特性做了研究,并与参考天线作对比,发现在同样满足超宽带天线的相关指标要求下,文中提出的天线具有良好的雷达截面减缩效果。说明由金属通孔连接的双环结构辐射单元结构可使天线同时具有超宽工作频带和低雷达截面的特性。

旋转超级子阵在车载机动式雷达天线中的设计应用

首先,概要分析了非周期排布天线的形式,分析了美国地基雷达原型机(GBR-P)天线波束性能;然后,结合一个工程实例,介绍了旋转超级子阵在车载机动式雷达天线中的设计方法,并进行仿真分析计算;最后,给出了实测结果,与仿真结果相互吻合,具有一定的工程指导意义。

基于口径场变换的相控阵天线加权系数修正方法

提出了一种基于口径场变换的阵列加权补偿技术,该补偿技术利用仿真或测试的方向图数据,反演等效激励数据,迭代逼近理想的激励数据,进一步修正天线阵列的加权系数,从而获得理想的低副瓣方向图性能。以一个16元八木天线相控阵为例,由于采用多种规格的天线单元,单元方向图增益差异较大,影响合成方向图性能,而通过应用该方法修正后,天线性能接近设计值。仿真结果和近场测试结果进一步验证了该方法的准确性。

大型相控阵天线阵面相位中心定位技术研究

介绍了相位中心的定位方法——相位梯度法,分析了大型相控阵天线远场主瓣相位特性,明确指出大型相控阵天线相位中心位于天线的口径面上。在此基础上,结合相位梯度法与大型相控阵天线相位中心的特点,推导出了大型相控阵天线相位中心的定位方程组,该方程组可直接用于大型相控阵天线的相位中心定位,最后通过求解一个非对称加权的相控阵天线相位中心的实例验证了该大型相控阵天线相位中心定位技术的正确性。

星载薄膜双频平板抛物面天线设计

设计了一种由L波段和C波段两个反射面天线组成的星载薄膜双频平板抛物面天线及两个天线共面。天线阵面由两层膜面组成,阵列单元直接印制在膜面上。底层膜上全部印刷金属膜,上层膜上印刷L波段单元。在上层膜面上粘贴软泡沫衬垫,在软泡沫衬垫上印刷C波段单元,L波段单元同时用作C波段单元的反射面。由于平板抛物面天线具有重量轻、成本低等优点,因此无论在军事还是民用都将具有广泛的应用前景。

并行高阶矩量法分析地基天线对飞机近场影响

电磁干扰一直是影响客机正常起飞和降落的关键性问题之一。分析地基天线对大型飞机近场的影响可以作为机场附近天线布局的指导。然而由于计算机存储资源的限制,难以对复杂的电大尺寸目标进行精确仿真。随着计算机软硬件技术的不断发展,计算机集群的大规模并行计算技术使得这一问题得到解决。本文基于并行高阶矩量法,利用国产计算机平台中的10240个CPU核对大型飞机周围电磁环境受地基天线的影响进行了仿真分析,验证了大型飞机近场分布精确计算的可行性。