毫米波宽带低副瓣波导缝隙阵列天线设计

本文提出了一种毫米波宽带低副瓣波导缝隙阵列天线。该天线分为上下两层，利用下层的功分器和反相器使电磁波从上层的辐射波导的两端向中心进行馈电，激励12个非均匀波导缝隙辐射单元。该天线呈中心对称结构，结构紧凑，并使得天线的方向图具有稳定性。在辐射波导中引入二阶短路金属阶梯，并且阵列的辐射单元采用非连续的双层缝隙，拓展了天线的工作带宽。所提出的加载二阶金属阶梯双层缝隙阵列天线的阻抗带宽达到16.3%(35.35~41.55 GHz)，峰值增益为16 dBi，工作频带内天线的增益下降低于2.5 dBi，副瓣电平低于-20 dB。     

一种新型宽频带低剖面高效率平板缝隙天线

提出一种新型平板缝隙天线。与传统波导缝隙天线相比,天线具有更宽的频带、更高的效率、更低的剖面,且设计更容易、加工更简单。仿真设计一个Ku频段16×16单元阵列,阵列在15%的频带范围内,驻波比VSWR2,副瓣电平SLL-20.5d B,效率80%。仿真结果表明,天线各方面性能优异,能够很大程度上取代目前广泛采用的传统波导缝隙阵天线。另外,天线形式还可扩展为圆极化或单脉冲天线。     

基于圆极化漏波阵的罗特曼透镜多波束天线设计

文章提出了一种具有无源波束扫描能力的平面圆极化多波束天线。该天线由基于基片集成波导(substrate integrated waveguide, SIW)的漏波天线阵列和罗特曼透镜馈源网络组成。其中漏波天线作为天线辐射体，通过在SIW传输线上加载90°顺序旋转的非谐振辐射缝隙，实现了圆极化的辐射特性。为了实现低成本的波束扫描能力，使用罗特曼透镜作为天线的馈电网络。该天线设计采用双层结构，通用将漏波天线阵列置于罗特曼透镜上层，实现了天线的小型化。经仿真验证，该天线可在9.5GHz~10.5GHz的工作频带范围内，实现良好的阻抗匹配及±44°的圆极化波束扫描能力，并且每个波束均可在3dB波束宽度内实现小于3dB的轴比。     

直线阵频带内的辐射和散射特性分析

为降低阵列天线工作频带内的峰值副瓣电平(PSLL)和雷达散射截面(RCS),提出利用混合优化算法IGA\|EDSPSO, 通过调整阵元间距优化辐射阵因子和散射阵因子,使其带内的辐射和散射特性得到改善。并采用渐近波形估计技术(AWE)结合矩量法(MoM)计算了线阵频带内的PSLL和RCS,考虑互耦后的结果更接近实际情况。与均匀直线阵相比,非均匀阵的PSLL在-17dB以下,RCS在绝大部分频点得到了很好地减缩,证明了此方法的有效性。
     

混沌免疫算法应用于超低副瓣天线阵优化研究

文章分析了六角形排列的平面阵列天线的远场分布,介绍了基于混沌理论的混沌免疫算法,结合六角形平面阵列天线实例及超低副瓣要求,给出了基于该算法的阵列天线方向图优化方法,得出了超低副瓣方向图。仿真结果表明,混沌免疫算法收敛速度快,搜索效率高,具有良好的应用前景。     

基于带状线结构的一体化阵列天线设计

文章采用双面对称的辐射振子与1分20的Wilkinson功分器实现C波段一体化阵列天线设计。辐射振子及馈电网络设计为带状线结构。仿真及测试结果表明,在所要求的频段内,天线的输入驻波小于1．3,副瓣电平小于-26．5dB,满足了实际使用的要求。该设计思路和设计方法具有很好的扩展性。     

基于自适应算法的带罩阵列天线方向图综合

提出一种基于自适应天线理论的带罩阵列天线方向图综合方法。先用射线追踪法计算到达罩内阵列天线的入射信号,通过自适应算法进行波束赋形,再用表面积分法得到带罩自适应天线的远区辐射场。用权函数的迭代来减小带罩方向图和无罩方向图的差别,实现天线与罩的一体优化。数值仿真结果表明,该方法能实现对带罩阵列天线主瓣指向、零陷位置和副瓣电平的控制,同时减小了天线罩对系统辐射特性方面的影响。     

S波段大型功分馈电网络设计

为了满足某平面阵列天线高增益、低副瓣的要求,设计了工作在S波段、相对带宽为10％的1—48的大型功分馈电网络。该馈电网络采用带状线功分器与微带线功分器级联而成。利用HFSS、Ansoft Designer等电磁软件对其进行仿真设计。实测结果表明在所要求的频段内,网络的输入驻波小于1．50,相位误差小于10°。     

一种星载平面螺旋天线的小型化设计方法

探讨了某星载背腔式平面螺旋天线的小型化设计方法。通过螺旋线传输段进行蝶形加载;辐射段和截止段进行曲线锯齿加载;改善了螺旋天线的低频和高频特性,克服了传统阿基米德螺旋天线臂长、传输损耗大、效率低的缺点,增加了螺旋曲线的有效长度;通过合理设计天线的反射腔高度,提高了天线的增益。对背腔式平面螺旋天线各参数进行了综合优化设计,研制出了具有小型化、宽频带、高增益等特点的复合加载平面螺旋天线实物样机,并进行了测量,结果表明,所设计的天线在带宽为5∶1工作频带内具有良好的阻抗和圆极化辐射特性,与传统螺旋天线相比,天线的几何尺寸要远小于同频带的平面螺旋天线。     

面向低轨卫星的双圆极化宽带宽角扫描阵列研究

随着卫星通信技术的日益成熟，相控阵天线被广泛应用于低轨卫星系统，提出了一种面向低轨卫星通信的新型双圆极化宽带宽角扫描阵列天线。阵列天线单元采用一种金属栅格加载的对称阵子，其工作宽带为17GHz~21GHz，相对带宽超过21%，同时金属栅格加载方法可有效展宽对称阵子波束宽度，从而在工作频段内使E面和H面波束宽度均超过140°。通过上述宽带宽波束对称阵子作为阵列天线单元，形成8×8的64单元阵面。然后，阵列天线单元经过旋转组阵，实现了双圆极化特性。由于天线单元具有宽带、宽波束性能，有效拓展了阵列波束扫描角度，即在不同旋向下，均能实现二维±60°的波束扫描。阵列在低频17GHz工作时，法向波束增益为18.2dB，当扫描离轴角为60°时，增益下降2.8dB，轴比小于2dB。在高频21GHz时，法向增益为19.6dB，当扫描离轴角为60°时，增益下降3.7dB，轴比小于3dB，具备良好的宽带宽角覆盖性能，从而在低轨卫星通信中具有广阔的应用前景。     

大规模平面阵列稀疏优化技术综述

针对当前星载相控阵宽频带、轻量化需求和天线阵列超密集布阵的特点,研究大规模平面稀疏天线阵列能够有效简化通道设计、降低散热难度,同时具有一定的副瓣抑制效果。首先介绍天线阵列稀疏优化技术的基本原理;其次综述几种常用的大规模平面阵列稀疏优化技术,包括确定性稀疏方法、随机性稀疏方法和混合稀疏优化方法;最后总结这几类阵列稀疏优化技术的优缺点,并展望其未来发展方向。     

一种新型串并联馈电低副瓣ETC微带天线阵

设计并实现一种用于电子收费系统的四角缺元20单元微带天线阵列。天线阵采用道尔夫-切比雪夫分布,副瓣电平优于-20dB;采用三路功分器作为核心器件,与定向耦合器和威尔金森功分器组成一种新型串并联支路组合馈电网络,实现各端口不同比例功率分配,误差小于±0.5dB,各端口回损优于-15dB,隔离度优于18dB,相对带宽大于11%。样机测试结果与仿真值相吻合。馈电网络结构紧凑、灵活性强,适用于中等增益低副瓣平面阵列天线的馈电。     

X波段宽带电子侦察线性阵列天线设计

介绍了X波段宽带电子侦察线性阵列天线设计方法,首先介绍线性阵列波束合成,然后给出仿真与实测结果,随后对结果进行分析,最后根据测试结果以及仿真结果得出结论.仿真结果显示天线性能良好,通过测试数据可以得出16个通道的副瓣电平在-15dB左右,通过计算所得0°移相和实际移相基本相吻合,以实测数据画出的天线波束图满足要求.     

幅相误差引起超低旁瓣阵列天线旁瓣最高电平分布的研究

由于单元间互耦的存在，超低副瓣阵列天线的辐射方向图发生变化。简单介绍了矩量法，计算了天线阵列各单元的本征激励方向图。在考虑阵列天线间互耦的条件下，采用本征激励分析方法对幅相误差引起超低旁瓣天线旁瓣最高电平分布进行了数值统计分析。对八单元chebeshev等间距直线阵进行处理，并总结了其最高电平分布的一些规律。     

基于遗传退火算法的数字阵列稀疏布阵

应用遗传退火算法对32个数字阵列天线单元在64个位置进行了稀疏布阵,将单元间距和激励作为优化变量,在控制主瓣形状的同时,改善了阵列的副瓣电平,提供了更多的自由度来控制稀疏阵列的性能。结果表明,全局优化峰值旁瓣可低至-26dB,遗传退火算法能够避开遗传算法在搜索过程中的早熟收敛。     

八单元圆形顺序旋转阵列的宽带双圆极化馈电网络

针对八单元圆形顺序旋转阵列天线馈电网络结构复杂的问题，文章设计了一种宽带双圆极化馈电网络。首先，根据八单元圆形顺序旋转阵列天线的空间结构特点，分析了阵列馈电网络的幅度和相位关系；其次，分别设计了3dB分支线耦合器、威尔金森功分器、微带平面巴伦和移相器；最后，通过不断优化设计，构建了宽带双圆极化馈电网络。该网络由2个3dB分支线耦合器、2个威尔金森功分器、4个微带平面巴伦、2个45°移相器、2个90°移相器和1个180°移相器组成。测试结果表明：该网络在8.78GHz~11.12GHz的频带内，端口电压驻波小于1.72。8个输出端口的幅度起伏在 2.1dB以内，相位起伏在±7.8°以内。该馈电网络具备左旋和右旋圆极化馈电端口，具有频带宽、幅相特性良好和制作成本低等优点，完全满足八单元顺序旋转阵列天线馈电网络的要求。     

半球面螺旋天线宽带特性研究

采用螺旋基函数和检验函数的矩量法分析了单臂半球面螺旋天线和双臂半球面螺旋天线的驻波、增益及方向图等特性.结果表明,单臂半球面螺旋天线阻抗带宽窄,频带内增益起伏较大,天线的方向图带宽较窄;双臂半球面螺旋天线具有较宽的阻抗带宽和方向图带宽,工作频带内增益变化不大,该天线在军事卫星通信领域具有广阔的应用前景.     

宽频带垂直极化天线的研究

为适应跳频通信等宽频带系统的要求 ,设计一种仙人掌式的宽频带天线。用多端口网络理论分析该天线的阻抗特性 ,阐明该天线能够实现宽频带工作的原理。利用 Ansoft公司的 HFSS仿真工具对天线进行仿真设计 ,并对天线进行了测试 ,实测结果与仿真结果相吻合。研究了地对天线性能的影响。地的直径分别为 3 0 mm、2 0 0 mm、3 0 0 mm时 ,该天线 VSWR小于 2的相对阻抗带宽超过 3 4%。地对天线辐射方向图有着显著影响 ,通过选择地的大小可以获得所需的方向图     

一种双指数Vivaldi天线RCS研究

文章研究了Vivaldi天线的散射特性,根据分析Vivaldi天线的工作特点,在不破坏辐射单元上电流分布的情况下,通过改变辐射贴片的外形,设计出了一种低RCS双指数Vivaldi天线。与常规Vivaldi天线相比,改进天线在2GHz-8GHz的宽频带范围内单站RCS得到了很好的减缩,而相对带宽基本不变,工作频带内增益最大损失0．4dB。     

平面近场测试中误差的分析

首先介绍了暗室中主要的误差项,然后通过实际测试的方式,分析了其中四项误差对超低副瓣天线-50dB副瓣的不确定度.结果对超低副瓣天线副瓣的误差分析有一定的参考意义,有助于天线设计师了解超低副瓣天线测试中误差项对副瓣的影响量级.