一种用于分析旋转对称天线的扩展矩量法

为提高旋转对称天线的计算精度,在等效矩量法(MOM)的基础上,对旋转对称天线表面电流作离散处理,根据伽列金法给出了天线表面的电场积分方程(EFIE),用朱兰成公式求得天线远场。对某旋转对称天线不同频率处的方向图计算结果表明,与等效MOM相比,该法的精度更高。     

平台旋转对STAP性能的影响

研究了平台旋转尤其是天线旋转对杂波有限的前视机载雷达应用中空时自适应处理（STAP）性能的影响。提出了影响性能的两种主要机理。一种是天线旋转时角多普勒空间中杂波表面的形状变化。当这种机理占优势时，尽管应用运动补偿相位延迟控制可以减轻偏航引起的问题，但是STAP在横滚时比偏航时更能恢复原状。另一种是STAP数据矢量的不连续性急剧转变的存在，对此，一种可能原因是天线的非理想运动补偿控制。实际上这些不连续性增大了带宽并且导致性能明显下降。     

六自由度自跟踪天线座的系统设计

六自由度自跟踪天线座是一种新型天线座,克服了A-E及X-Y型天线座存在跟踪盲区的缺点,实现了对目标的全空域跟踪。文中介绍一种六自由度自跟踪天线座系统,并通过外场测试及对卫星的跟踪,对其性能技术指标进行测试。实测结果表明,天线座各项技术指标均达到要求,成为我国自行研制的第一套六自由度自跟踪天线座系统。     

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。     

一种旋转飞行器应答机天线系统的设计

在当前应答机天线系统的工作模式下,飞行器旋转会引起其天线波束方向不断变化,导致地面测控设备信号间断,不能获取连续测量数据,难以实现精确跟踪测量。针对旋转测量存在的问题,本文设计了一种分集式应答机天线系统,理论分析和仿真结果表明,通过采用该系统,有效解决了现有天线系统的不足,能够实现对旋转飞行器的连续稳定跟踪。     

球形卫星径向天线阵的辐射场

导出球形卫星上任意位置处径向天线辐射场的线极化和圆极化分量表达式。对倾斜的和水平的四元阵按相位旋转方式激励时的辐射场进行了计算、示出一些典型辐射图。讨论了球体半径和天线长度对图形的影响、场结构对地面站天线的要求、以及球体与柱体上天线辐射图形的差异。     

旋转受照状态下天线温度场仿真分析

在进行星表天线地面真空热环境试验过程中,传统的红外加热设备会造成测量光路遮挡、降温速率减慢等影响。为提高试验准确性,提出了基于天线旋转受照的真空热试验方法。利用虚拟热试验平台对旋转受照状态下天线温度场进行仿真分析,得到天线温度场的分布与变化,并与试验数据对比,验证了仿真建模的准确性和试验方法的可行性。     

影响天线高仰角跟踪性能的因素分析

雷达或遥测系统大多采用方位－俯仰型天线座，这样方位支路跟踪时，原理上需要引入正割补偿，且补偿系数随着俯仰角的提高而增大。引入正割补偿后将对天线高仰角时的跟踪性能产生影响。迄今为止的有关著作只对其中部分因素进行了论述。本文对这些因素进行了全面分析，并以实际目标飞行数据说明，在不同条件下，主要影响因素也会不同。     

扩展旋转矢量捷联姿态算法

给出了一种新的旋转矢量捷联姿态构造算法，该算法由陀螺样本的多重积分来构造旋转矢量的最小二乘估计。新算法具有较好的顺序递推结构，易于在机载计算机上编程实现，比传统方法更容易满足一些限制较多的特殊应用。文中还给出了该算法在机载计算机上的计算流程及算法的局部硬件化实现。     

为满足有源相控阵天线特殊测试要求而建造的天线测试紧缩场

微波仪器技术公司（MI技术公司）与Hollandse SignaalapparatenB．V．（Signaal）公司和荷兰皇家海军合作，设计并建造了天线测试紧缩场，专门解决有源相控阵天线的特殊测试要求。在引荐给世界各地的海军舰队之前，特别建造了紧缩场，测试Signaal公司的新有源相控阵雷达（APAR）。这种可逆（双向）天线测试紧缩场（CATR）容许在发射与接收两种模式下测试天线。测量硬件能测试动态范围很高的连续波和脉冲波两种波形。除对天线方向图进行一般测量以外，该系统还能测量EIRP、G／T和G／NF，并为孔径重构提供分析软件。设计并制作了特殊的天线接，口单元（AIU），用以与控制上千个收发模块（构成APAR天线系统）的波束操纵计算机通信。安装了特殊的高功率吸收栅栏和其他保护设施，用以处理从APAR天线系统送出的发射能量。     

超宽带圆片天线的分析与设计

宽频带是当前天线领域的研究热点之一。圆片单极天线是一种馈电简单的超宽带天线,给出了这种天线的设计方法,通过仿真与实验验证了该天线良好的超宽带特性。以此为基础,进一步研究了几种圆片单极天线的变形形式,包括平板圆片单极天线、旋转角度圆片单极天线、折叠圆片单极天线以及四个圆片单极子形成的组合天线。对于各种新型圆片天线进行了理论分析,分别计算了天线的反射损耗和辐射方向图随频率的变化规律。通过分析表明这些天线不仅能够在很宽的频带上满足反射损耗的要求,而且对于传统的圆片单极天线进行了有效的改进,实现了平板化、小型化、宽波束、圆极化等不同的特性。它们在卫星通信和移动通信中具有良好的应用前景。     

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。     

倾斜轨道卫星快速旋转高频箱轨道外热流的特点与分析

为准确进行热设计，对倾斜轨道快速旋转高频箱的外热流进行了研究。首先采用与太阳同步轨道卫星对比的方法研究了倾斜轨道卫星太阳光照角度的变化特点及热分析极端外热流工况与太阳光照角度的关系。然后理论推导了快速旋转高频箱各舱板轨道外热流的理论计算公式。最后定量分析了高频箱舱外大尺寸天线反射器对高频箱外热流的影响。研究表明倾斜轨道卫星高频箱外热流随β角的变化存在拐点，高频箱热分析的极端外热流出现在拐点处。快速旋转使得高频箱各舱板的外热流均匀化，但整个高频箱的到达外热流较静止高频箱增大，差值可达到数百瓦。舱外大尺寸天线反射器对高频箱的外热流影响较大，某环扫雷达反射器对高频箱散热面吸收太阳辐射热流密度的影响达到31.2 W/m2；同时天线反射器辐射达到高频箱散热面的红外辐射热流数量可观，某微波辐射计天线反射器的红外辐射热流占散热面总外热流的48%。     

可变机翼飞机模型近场后向散射测量研究

采用“准单基”连续波工作体制的雷达站，收发天线采用喇叭天线，天线口径到目标吊挂中心的距离为５．９７ｍ和８．４６ｍ，在这些距离内将目标旋转０°～３６０°，改变目标的俯仰角、机翼后掠角进行测试，并对结果进行了比较和分析。该结果将对地空导弹主动引信总体设计提供了有用数据。     

变波长变时延迟光控相控阵天线

一种新的完全用光调调谐的光延迟器件可用作光控微波相控阵天线无偏斜波速控制的实时延迟产生器，光波波长相对微波波束方向的图形允许对光控组合提供一种有效的硬件结构，很容易和大口径天线成比例，描述了采用这种单片延迟器件的全光控相控阵天线系统的性能，提出并检验了采用中级光波长变换，单独控制方位和仰角二维天线阵的范围，组装了实时延迟光控双阵元X波段天线来验证宽瞬时带宽的工作情况。     

一种用于星载多波束相控阵的稀疏阵列

现有的技术较难满足星载多波束相控阵天线射频前端的通道间距，已有的研究工作大量集中在提高射频电路和芯片的集成度，提出采用稀疏布阵的方式来增加天线单元的平均间距，从而缓解现有技术条件下的高密度集成难题。设计了Ka频段八波束相控阵天线的稀疏布阵阵面，首先采用遗传算法优化设计64元稀疏子阵，子阵增益在±60°扫描范围内大于18.6 dB，该子阵沿4个象限镜像对称，便于高效设计将不规则分布的天线单元端口与规则排布的R组件端口进行互连的带状线转接板，然后随机旋转、平移36个子阵拼接成全阵，在一定程度上打乱子阵分布均匀性，以起到栅瓣抑制的作用。该方法具有简单、高效、快捷的优点，稀疏阵列的设计结果基本能满足工程应用需求，适用于星载多波束相控阵。     

用于遥感卫星数传的新型波导阵列组合天线

从新的设计理念出发，提出一种新型的波导十字阵列组合辐射天线替代了赋形反射面天线，用于低轨遥感卫星的数传系统。文中论述了该天线的设计思路、设计过程，并列出了天线的主要性能。最后还简述了该天线在国内卫星上的应用及我国未来低轨遥感卫星数传天线的发展趋势。该天线已在我国多个卫星上成功应用。这种波导阵列组合天线结构紧凑、尺寸小，具有与国外通用的赋形反射面天线基本类似的性能，可达到星载数传天线的预定要求，而且为星载遥感器及其他载荷留出了更大的对地安装空间。     

一种应用于卫星通信的小型双频天线设计

文章提出一种应用于卫星通信的小型化双频天线。为了实现天线的小型化和双频段工作，在圆形单极子天线上进行了削顶和矩形切割操作；为了有效扰动电流路径而进一步缩小天线尺寸、扩大天线带宽，在天线上表面和下表面又分别刻蚀了圆环槽和对称C型槽，改善天线的阻抗匹配。天线最终尺寸为16mm×18.5mm×1.6mm。利用电磁仿真软件对天线性能进行了仿真，结果表明：该天线能够在4.76GHz~9.25GHz和10.46GHz~14.2GHz两个频段内工作，最大增益为5.9dBi，平均增益为4dBi，且满足圆极化条件，具备良好的辐射特性。     

重叠可展开天线双轴指向机构的设计及应用

针对重叠可展开天线占星空间大、指向精度要求高等问题,设计了一种双轴指向机构,该机构通过以电机外壳为轴来使用,旋转变压器直接装配在电机外壳上的方法,使得机构整体结构紧凑,负载力矩及驱动力矩较大,能够可靠实现重叠天线的在轨展开和捕跟运动。并设计了硬限位功能,能在天线失效或控制失误时有效保护天线本身以及卫星上其他产品。重点阐述了该指向机构的工作原理及组成、结构设计及其相应的校核计算,校核结果表明,其关键指标断电保持力矩大于3Nm,裕度远远超过在轨指标,实验结果表明其转动精度高达0.008°,通过实际项目中的部分真实数据及飞行卫星上的成功应用充分验证了其可行性和高效性,新型双轴指向机构的设计对多重叠天线的实现有一定的贡献意义。     

星载柔性圆极化薄膜天线

近年来商业卫星产业发展迅速，从卫星物联网星座到高精度SAR成像，商业卫星的应用领域也越发丰富。区别于传统的大卫星，商业卫星主要集中在微纳、皮纳等卫星领域，最常见的为1U、3U、6U和12U等立方星。卫星平台的尺寸与载荷通信能力密切相关，微纳、皮纳等卫星平台由于尺寸较小，导致载荷通信能力严重不足。如何提升小卫星平台的通信能力，成为了商业卫星亟待解决的关键技术问题。薄膜天线具备可收纳展开特性，能够广泛应用于各种小卫星平台，在发射入轨前通过合理的收纳方式，收拢在小卫星平台尺寸内；在轨后，通过展开装置释放，形成较大辐射口径，有效提升卫星通信能力。由于薄膜厚度小（约0.1 mm左右），Q值很高，限制了天线的带宽特性，也不便于实现圆极化辐射特性。以柔性薄膜（厚度约0.1 mm）为基础，以常规微带贴片为单元，通过旋转布阵以及多次顺序旋转馈电使该薄膜天线具备较好的圆极化、宽带特性，天线阵面规模为16×8，天线驻波（VSWR≤2.0）和轴比（AR≤3.0 dB）带宽可分别达到约10 %和4 %，法向最大增益可达24 dB，显著提升了薄膜天线的工作带宽和辐射特性。