波导窄边斜缝行波阵列天线设计

为了快速设计波导窄边斜缝行波阵列天线,采用理论计算结合软件仿真的方法。利用电磁仿真软件HFSS模拟实验过程,得到裂缝电导函数。初始设计完成后,比较仿真结果口径分布和理论口径分布的差异,微调裂缝尺寸参数使天线口面幅度逼近设计值。设计了一个47阵元行波线阵,并采用两根波导对称放置抑制交叉极化。Taylor综合副瓣值为-30 dB,仿真得到的最大副瓣值为-24.8 dB,波瓣宽度为2.2°,增益为24.6 dB。     

一种特殊波束的8mm波导缝隙阵列天线

给出了一种特殊波束的矩形波导宽边缝隙行波阵列天线的设计方法,对缝隙单元的等效阻抗、行波阵列的设计方法进行了详细讨论,阵列馈电采用三角形口面场分布克服了常规口面场分布所带来的馈电电压差别太大的缺陷,有利于工程实现.给出了16个缝隙天线的馈电电压分布及缝隙的位置.通过介质加载来提高天线E面的波束宽度.所设计的天线阵H面波束半功率波瓣宽度为10°,副瓣电平为-20.4dB,E面6dB波束宽度为210°.     

基于PSO/FDTD的波导缝隙天线优化设计

设计了一种16阵元波导缝隙天线,其阵元在波导宽边中心线一侧排列。该设计采用泰勒分布进行阵列综合,利用粒子群优化算法(PSO)与时域有限差分法(FDTD)在不同偏置位置对谐振长度进行优化。由于该天线属于非谐振式波导缝隙阵,设计的关键是调整缝隙对宽边中心线的偏移。仿真结果表明天线指标与设计要求吻合,证明了设计方法的可行性。     

低副瓣波导窄边非倾斜缝天线研究

在波导窄边非倾斜缝隙单元两侧加金属扰动块,可以有效提高缝隙单元的等效电导和辐射能力,该方法应用于波导窄边行波阵天线设计,可减少波导行波线阵对缝隙单元数的限制。文中计算分析了长方体金属扰动块的物理参数与缝隙单元等效电导间关系,供设计时选用。最后,给出了16个缝隙单元的波导线阵的实例,实测结果与仿真设计一致,表明该分析与设计方法正确有效,且可推广应用于各种口径的低副瓣波导裂缝天线设计。     

口径积分法结合CST软件分析缝隙阵列天线罩

采用近场口径积分算法结合三维电磁仿真软件(Computer Simulation Technology,CST)仿真软件分析了带有多层介质天线罩的平板缝隙阵列.用CST对天线罩内的缝隙阵列天线进行仿真分析得到每个缝隙中心点的电磁场分布,对天线罩部分分析采用近场口径积分法分析天线罩部分对平板缝隙阵的影响.通过对该混合方法计算出的带罩平板缝隙阵列天线结果与CST全波仿真结果进行对比来验证该方法的正确性,结果表明:两者吻合很好.由于采用CST软件提取缝隙阵口径场考虑了阵元之间的互耦,较传统的理想阵元模型更加准确.混合方法避免了全波算法解决电大尺寸多层介质天线罩分析过程中耗费计算资源大、时间长的缺点.     

矩形波导窄边倾斜缝隙天线阵的设计

介绍了一种矩形波导窄边斜缝泰勒线阵设计的方法.简要阐述了矩形波导窄边缝隙天线阵列的相关理论,并使用HFSS软件对单个缝隙结构,无限阵列环境下缝隙单元的导纳参数进行数值仿真.然后按照仿真获得的等效谐振电导曲线,运用泰勒线元法综合求出非谐振式48元波导窄边缝隙线阵,并对整个线阵进行了仿真和实测.仿真和实测结果表明,该天线阵列具有低副瓣、宽带宽、高增益等特点,并且实测结果与仿真吻合良好.     

一种展宽波导缝隙阵列天线驻波带宽的新方法

辐射缝隙导纳和耦合缝隙阻抗的频率特性,是影响缝隙阵列天线驻波带宽的主要因素。以改善整个缝隙阵阻抗匹配频率特性为出发点,提出了一种展宽波导缝隙阵列天线驻波带宽的新方法,即选择合适的辐射缝隙的总导纳常数。仿真分析表明,改变后的缝隙阵列天线的驻波带宽有了较大改善,其与理论分析的结果是一致的。     

基于SIW的多波束波导缝隙阵列天线设计

基片集成波导(SIW)是一种新型的波导结构,具有低插损、高Q值、易于加工和设计等优点,在雷达、通信和导航等领域有很好的应用价值。本文应用SIW技术设计与仿真了一个Ku波段基于Butler矩阵馈电网络的多波束波导缝隙阵列天线。仿真结果表明该天线通过俯仰维实现同时4波束,提供±45o覆盖,具有良好的方向图和驻波特性。它采用一体化设计方式,大大减轻阵列天线重量和减小尺寸,具有较高的工程实用性。     

X波段缝隙波导阵列天线

本文主要介绍窄边缝隙波导阵列天线的设计方法,最重要的是确定所需孔径分布(它决定副瓣电平)的缝隙电导。然后由实验得到缝隙的实际参数。为了验证设计方法,在X波段加工了70个缝隙的波导阵列,同时设计了一个二维波导平板阵,作了较全面的试验,获得了比较满意的结果。     

星载Ku波段波导缝隙天线的缝隙特性分析

在星载Ku波段谐振式波导缝隙阵列天线设计中,由于结构空间的限制,采用半高非标准波导。考虑到半高波导中更容易产生高次模影响的特点,以及设计成本和效率问题,将基于有限元法的高频电磁仿真软件Ansoft HFSS与Fortran编程相结合应用于该类天线的设计。采用HFSS研究并描述了宽边纵向辐射缝隙和中心倾斜耦合缝隙的特性,结合Elliott提出的经典平面缝隙阵设计理论,用Fortran编程设计了阵元数为80(8×10)的波导缝隙阵列天线实验件,并用HFSS仿真优化了天线阵整体的性能。对实物天线进行了近场测试,结果表明:天线的E面和H面副瓣电平分别是-29dB和-27.5dB,1.3以下驻波带宽为340MHz,与仿真结果基本吻合。良好的测试结果验证了用HFSS获取缝隙特性曲线的正确性及设计方法的有效性,为后期大型阵列设计提供了一种有效的方法。     

一种新型垂直极化同轴波导缝隙天线

结合波导缝隙和同轴线结构,提出了一种新型同轴波导缝隙结构实现天线小型化。首先,分析了同轴波导缝隙天线内金属摆线上的电流分布,改进了缝隙形式和摆线设计;然后,利用HFSS软件建立不同缝隙数目的同轴波导缝隙天线模型进行仿真,对比分析驻波带宽和方向图带宽;最后,建立不同缝隙数目的同轴波导缝隙天线有限阵列,对比分析阵列中天线增益和效率。     

基于SIW 的多波束CTS 阵列天线设计

文中设计了一款基于基片集成波导(SIW)的毫米波高增益多波束连续横向枝节(CTS)阵列天线,它 通过切换馈电端口实现多波束功能。该天线整体结构简单,采用印刷电路板工艺实现。天线主要包含馈电喇叭、平 面波转换结构以及辐射结构三个部分,由三层基板构成。馈源为基于SIW 的馈电喇叭,并在口径处添加匹配结构以 提高其辐射性能;平面波转换结构由SIW 抛物面和渐变耦合槽组成,可将馈电喇叭辐射出的柱面波转换为幅度服从 泰勒分布的平面波进而为CTS 阵列馈电,因此天线具有低副瓣的特性;辐射结构为1×8 的CTS 阵列,通过优化缝隙 宽度以保证每个单元辐射出相等的能量。天线工作在30 GHz,通过切换馈电端口可在±20°范围内实现波束切换,天 线测试结果与仿真结果吻合,验证了设计的合理性。     

X 波段加膜片式单脊波导裂缝天线的研究

等效导纳值是波导宽边纵缝天线的关键设计参数。为克服传统波导裂缝天线副瓣偏高、设计效率低下等问题,本文提出了一种单脊波导裂缝天线的改进设计方法,在传统波导裂缝阵列天线设计的基础上,利用等效导纳值对天线等效电路的影响,在裂缝单元下增加金属膜片,通过改变金属膜片的高度,优化裂缝等效导纳值,使得每个裂缝口径场分布更加接近于理论设计值,并在设计过程中使用牛顿迭代法提取导纳进一步缩短设计时间。通过设计实例表明:应用此方法设计单脊波导裂缝天线能够有效抑制副瓣电平,天线方位面副瓣电平可达到-30 dB 以下;在满足主要指标要求的前提下,设计效率显著提升。     

表面波放电狭缝天线辐射电磁场的三维数值分析

针对平板型表面波放电等离子体源,建立了表面波放电狭缝天线辐射电磁波模型,对狭缝天线辐射电磁场分布进行了三维数值计算,并与表面波电磁场进行对比分析,讨论了平板型表面波放电机理。结果表明:整个狭缝天线阵激发的电磁场是每个狭缝天线激发电磁场的线性叠加;狭缝天线阵直接激发的电磁场强度在临近波导壁面处很大,并且随着空间距离的增大迅速衰减;狭缝天线阵直接激发和表面波的电场均远大于各自的磁场,分析电、磁场对带电粒子的力作用时可以忽略磁场力的作用;表面波电磁场远大于狭缝天线阵直接辐射的电磁场,强电磁场范围也远大于狭缝天线阵直接激发的强电磁场范围,等离子体有增强电磁场强度、扩大强电磁场范围的作用。     

毫米波车地通信的小型化波导螺旋阵列天线设计

高速磁浮列车毫米波车地通信系统要求其车载天线具有小型化、宽频带、圆极化和辐射扇形波束等特点。为更好地满足这些要求,设计一种中心馈电的小型化波导螺旋阵列天线。该天线馈电系统采用同轴波导中心馈电、4路矩形波导并馈的形式,通过改变馈电波导尺寸、耦合探针长度以及末端采用波导同轴转换器等形式,实现了所有单元的等幅馈电;天线单元由低剖面螺旋天线构成,采用顺序旋转技术改善天线的圆极化性能。利用全波电磁仿真软件设计了一款中心频率为38 GHz的28单元波导螺旋阵列天线,并进行了实验测试。测试结果表明：在37~39 GHz频带范围内,天线驻波比小于1.41,增益大于21.7 dB,轴比小于3.6 dB,俯仰面波瓣宽度为4.5°~4.7°,方位面波瓣宽度为29°~29.7°,满足毫米波车地通信系统车载天线的设计需求。     

K波段低副瓣波导缝隙驻波阵设计

本文设计了一种 K 频段低副瓣波导缝隙驻波阵天线,给出了实现低副瓣的方法。设计副瓣电平为-27dB,缝隙幅度分布按-30dB 泰勒分布计算,结合高频仿真软件 Ansoft HFSS 对各缝隙归一化导纳进行计算,建立仿真模型并优化天线各参数。依据设计结果加工实物并测试其方向图及增益。测试结果表明,该天线在工作频带内波束宽度约 3°,副瓣电平小于-27dB,工作频带内增益大于 30.8dB,仿真结果与实测结果相符,设计满足指标要求。     

波导缝隙相阵天线阵面平面度误差分析

在简要介绍平面度误差理论的基础上,根据波导缝隙相阵天线的结构特点,对影响天线阵面平面度误差因素进行分析;介绍实际测量方法,以便于在波导缝隙相阵天线结构设计和加工中,进行合理的公差分配及测量。     

基于基片集成波导馈电的Ka波段渐变缝隙天线设计

在被动毫米波 (PMMW) 成像焦平面阵列 (FPA) 馈源的天线中,直线渐变缝隙天线 (LTSA) 相对于传统的喇叭天线、介质棒天线具有其独特的优势。该文优化设计了一种新型的对跖直线渐变缝隙天线 (ALTSA),通过加载超材料结构使天线的增益得到了改善,天线采用基片集成波导 (SIW) 技术进行馈电。通过仿真与测试分析,该天线在较宽的频带内具有良好的阻抗特性、较低的副瓣电平及较高且平稳的增益,所设计的天线具有较小的口径宽度,在焦平面中易于组成较为密集的馈源阵列,以提高被动毫米波成像的空间分辨率。     

新型X波段波导缝隙阵列天线的设计

为了克服传统波导缝隙阵列天线重量大、副瓣偏高等问题,提出一种小型化、低副瓣X波段波导缝隙阵列天线的设计方法。首先采用高斯分布实现其幅度加权,快速完成低副瓣波导缝隙阵列天线的设计;然后结合HFSS 软件对传统压缩波导的窄边尺寸进行优化,减小窄边尺寸;同时采用3D 打印技术制造ABS 塑料波导缝隙框架和金属电镀工艺实现天线的加工,通过仿真分析和实物加工测试验证了所设计天线的有效性。所设计的天线方位面副瓣电平可达到-25 dB 以下,重量从25 kg 减小到2.5 kg,减重比达到了90%。最后,详细分析了不同金属电镀层厚度对天线性能的影响。     

Millimeter wave dielectric loaded exponentially tapered slot antenna array using substrate integrated waveguide for gigabit wireless communications

A new and upcoming application is the use of 60 GHz antennas for high date rate point-to-point connections to serve Gigabit(Gi-Fi)w ireless communications.The design of M illimeter w ave(M m W)antennas has to cope w ith the unadorned influences of manufacturing tolerances and losses at 60 GHz.In this paper,the concept of Substrate Integrated Waveguide(SIW)and Exponentially Tapered Slot(ETS)antenna w ere used together to design a high gain,efficient planar dielectric loaded antenna for M m W Gi-Fi w ireless communications at 60 GHz.The SIW is used to feed the antenna and a dielectric is utilized in front of the antenna to increase the gain.The dielectric loaded ETS antenna and compact SIW feed w ere fabricated on a single substrate,resulting in low cost and easy fabrication.The antenna w ith elliptical shaped dielectric loaded w as fabricated using printed circuit board process.The measured gain of the single element antenna is 10.2 dB,w hile the radiation efficiency of 96.84%is obtained at 60 GHz.The Y-junction SIW pow er divider is used to form a 1×4 array structure.M easured gain of the 1×4 array antenna is 13.3 dB,w hile the measured radiation pattern and gain are almost constant w ithin the w ide bandw idth of the antenna.