共形相控阵天线仿真与优化

推导了任意有向阵列的方向图函数,采用同心圆等角度配置方式建立了锥面共形相控阵天线模型,得到了该配置方式下天线阵列的方向图函数,最后在该配置方式下对共形相控阵天线的波束特性进行了分析。仿真结果表明：该共形相控阵天线在方位面及俯仰面上波束宽度均为,副瓣电平低于-12dB。     

一种DBF体制卫星接收共形相控阵天线

提出了一种全数字波束合成(digital beam forming, DBF)体制卫星接收共形相控阵天线设计思路.该天线采用半球形共形阵排布方式, 阵元采用双层微带贴片天线实现宽带圆极化.在半球形的布局下, 通过判断卫星信号来波方向在球面上的投影来选择工作的阵元, 形成与来波方向一致的波束, 在全空域(—75°~75°)的仰角内可实现增益起伏小于1.5 dB的波束覆盖; 后端采用射频数字一体化设计技术, 可同时形成多个波束, 实现了一个天线跟踪多颗卫星的能力.最后加工和测试了天线样机, 验证了共形半球阵的波束形成能力.提出的天线设计思路有助于拓展数字波束体制在卫星通信中的应用, 对全空域多波束相控阵天线的研制具有指导意义.     

共形相控阵天线的应用与关键技术

相控阵天线技术在雷达、通信、电子战、导航等领域获得了广泛应用和高速发展,共形相控阵天线是相控阵天线发展的重点之一。文中讨论了共形相控阵天线在雷达、通信、电子战等领域的广泛应用前景及推动共形相控阵天线发展的主要原因,进而探讨了共形相控阵天线波束形成与扫描的原理及实现共形相控阵天线的一些关键技术。     

共形相控阵天线方向图综合

本文给出了共形相控阵天线方向图的理论综合方法，相应的数值计算和优化结果已经得到。考虑了公差等因素之后研制出共形阵天线的馈电网络，实际的共形阵方向图测量结果表明：在１５％ 以上的带宽内方向图的最大副瓣电平低于－３０ｄＢ。     

共形相控阵天线的技术浅析

相控阵天线技术在雷达、通信、电子战、导航等领域获得了广泛应用和高速发展,共形相控阵天线是相控阵天线发展的重点之一。本文探讨了共形相控阵的天线阵型,方向图综合及波束形成技术体制等关键技术。     

宽带低副瓣共形相控阵天线的设计

给出了柱面共形相控阵天线方向图的理论综合方法，相应的数值计算和优化结果，考虑了公差等因素之后研制出共形相控阵天线的馈电系统，实际的共形阵方向图测量结果表明：在１５％以上的带宽内，方向图的最大融瓣电平低于－３０ｄＢ，最后，讨论了共形相控阵的宽角波束扫描特性，并给出了相应的理论和实测结果。     

宽带低副瓣共形相控阵天线的设计

给出了柱面共形相控在线方向图的理论综合方法，相应的数值计算和优化结果。考虑了公差等之间研制出共形相控在线的馈电系统，实际的共形阵方向图测量结果表明：在１５％艰上的带宽内，方向图的最大副瓣电子低于－３０ｄＢ。最后，讨论了共形相控宽角波束扫描特性，并给出了相应的理论和实测结果。     

L频段共形相控阵天线研制

为满足机载系统的需要,给出了共形相控阵天线的分析和设计过程,同时研制了一种高度仅为0.14波长的准八木天线单元。利用三维电磁仿真软件HFSS对天线单元和共形相控阵进行了仿真设计,并研制了一套L频段共形相控阵天线。该天线由天线阵面、波束形成网络和波控器等构成。天线阵面由4个天线单元组成,共形安装在机头上。经实际测试,共形相控阵天线阵面的和波束在扫描范围内增益大于10 dBi,并具有较低的副瓣电平;差波束零深小于-20 dB。     

共形相控阵天线方向图综合

交替投影法灵活性强,效率高,且其收敛也非常好,尤其是在大型阵列天线的方向图综合中。文中给出了改进的交替投影法的计算步骤,并将该方法成功地应用于旋转抛物面(GPOR)上的2个共形相控阵天线的方向图综合。研究表明,该方法对共形相控阵天线的方向图综合适用且高效。     

毫米波锥面共形相控阵天线的仿真与优化*

以弹载共形相控阵雷达导引头天线为应用背景,在未考虑极化的情况下,首先推导了任意共形天线单元方向图从局部极坐标系到全局极坐标系转换的一种实用方法;然后采用凹槽加载的中心馈电方式设计了毫米波锥面共形微带天线单元,并建立锥面共形相控阵天线模型,推导了锥面共形天线阵列的导向矢量及其方向图函数;最后采用能量迭代法对15 阵元的锥面共形相控阵天线方向图进行了仿真优化,在副瓣电平约束和零点约束两种情况下,分别给出了相应最优加权矢量的求解方法,实现了对方向图波束指向、副瓣电平以及零点的控制。     

一种适用于圆柱形平台的共形数据链天线设计

文章介绍了一种可与圆柱体表面共形的具有全空间覆盖能力的相控阵天线,天线采用腔体缝隙单元,一维宽波束,另一维相控波束扫描,可实现圆柱体平台与卫星无缝链接,在有共形要求的中继卫星终端天线中有良好的应用前景。     

箭载共形相控阵天线波控系统设计分析

为完成适用于天基测控的箭载共形相控阵天线对波束指向控制的需求,分析了箭载天线波控系统的设计要求与任务,论述了平面相控阵天线波控系统的实现方法,并根据波控系统基本原理推导出基于阵因子函数的箭载共形相控阵天线波控算法。针对运载火箭天基测控这一新需求提出了基于查表法的集中式波控设计方案,给出了系统设计方法。样机测试结果表明,该波控系统方案正确、可行,满足工程需求。     

圆柱共形介质埋藏微带天线设计与研究

将天线进行介质埋藏可解决传统天线裸露在空气中受到氧化腐蚀等问题, 同时增强天线的隐蔽性, 扩宽天线的带宽.共形天线不仅可以提供期望的天线性能, 还不会影响载体本身的机动性能.文章将介质埋藏和共形结合提出了圆柱共形介质埋藏微带天线, 并使用电磁仿真软件CST对该天线进行了设计优化和仿真实验, 同时制作了实物天线, 进行了测试.测试结果表明:该天线反射系数小于-10 dB的工作带宽为440 MHz, 比埋藏前的工作带宽340 MHz增加了29.4%;在工作频段内最大增益达到8.0 dB, 相比埋藏前的最大增益8.5 dB降低了0.5 dB, 但是该天线的增益还是达到实际天线要求的, 且增益降低幅度小.所设计天线在方向图、驻波比、阻抗匹配等性能上都满足实际条件, 并且具备更宽的半功率波束宽度.     

EBG对圆波导介质棒相控阵扫描特性的改善

将电磁带隙(EBG)结构应用到圆波导介质棒相控阵列中,利用EBG结构所具有的表面波带隙特性有效消除了相控阵中的扫描盲区.比较了无限阵列的扫描特性和有限阵列中心单元方向图在EBG加载前后的变化.仿真分析表明,以EBG结构作为圆波导介质棒相控阵的地平面,能有效消除扫描盲区,扩展扫描范围.     

介质加载相控阵天线的模式分析法

应用模式分析法分析介质加载矩形波导相控阵天线的反射特性。这一方法适用于分析任意周期格栅的波导阵列天线,同时考虑了阵列表面覆盖介质罩、波导内加载介质或介质塞等的影响。应用Galerkin法,使在天线阵表面满足边界条件,可以确定波导内波导模的系数和辐射半空间Floquet模的系数,并可以把天线的输入导纳表示成N阶和N-1阶两行列式的比(N是使用的波导模数)。通过对几种不同结构的阵列天线的计算,所得结果和已知结果符合良好。     

共形微带天线相控阵阵列的仿真优化设计

针对平面阵列天线的诸多缺点,设计了适用于工作频段34～36GHz的共形相控阵天线。依据共形微带天线阵列的设计思想及方法,选取了柱面微带贴片天线做阵列辐射单元,通过CST软件对天线的几何尺寸进行仿真和优化设计,得出了共形天线阵的各种性能指标。仿真结果表明：在该毫米波波段下设计的共形相控天线具有优良的性能,为今后设计出最优的天线阵提供了依据。     

二维共形匹配层的衰减参数研究

给出了各向异性媒质的张量本构参数,由含各向异性媒质的三维波动方程出发推导了包含此类介质的散射问题的有限元变分公式,研究了共形匹配层衰减参数随目标尺寸和形状的变化规律,分析了参数选择对匹配层吸收效果的影响,数值结果表明衰减参数的最佳值将随散射体尺寸的变大而增加。得出的变化规律对共形匹配层和有限元的应用极有参考价值。     

双圆极化共形相控阵天线研究

设计了一种基于十字缝隙耦合双圆极化微带共形相控阵天线。首先设计了微带天线单元,分析了天线各结构参数对天线性能的影响。通过电桥向偏馈于十字缝隙上的馈线馈电,实现等幅、相差90°馈电,电桥的两个端口分别获得旋向相反的圆极化信号。然后对天线单元进行了测量,结果表明天线轴比小于3dB 的带宽为16%,驻波小于1.5 的带宽 为17%,波束宽度大于87°。最后对5×5 共形相控阵天线进行了仿真与测量,结果显示天线可以扫描60°,适合用作载体共形的卫星通信天线。     

EBG结构在介质覆层波导缝隙相控阵中的应用

针对加载天线罩对于波导端头缝隙相控阵的天线性能和扫描盲点起到的恶化作用,提出了在阵面缝隙单元间加载EBG周期单元结构的方案,该方案结合了加载天线罩阵列缝隙之间的耦合特性以及EBG周期结构的抑制表面波特性,通过典型实例的数值仿真验证,消除了加载天线罩阵列的扫描盲点,展宽扫描范围,改善了天线阵的性能.