变厚度非平面介质罩发散系数的计算几何光学法

介质共形顶相控阵天线利用变厚度介质透镜改变相控阵波束扫描方向,理论上来说可到达半空域或更大,是一种适用于弹载、机载雷达系统的天线。本文较详细地讨论了介质罩对电磁波的发散系数的计算,给出了分析非平面变厚度分层介质对电磁波反射、折射的两种有效方法,并进行了比较。     

基于龙伯透镜的低剖面阵列天线

本文提出了一种利用多个龙伯透镜单元组成的低剖面阵列天线,天线可实现大角度波束扫描。从仿真结果可见,与传统相控阵天线相比,波束扫描范围可扩展到±71°,与具有相同口径面积的基于单个龙伯透镜实现的阵列天线相比,剖面高度和体积重量大大降低。     

倾斜放置二维数字阵列雷达天线参数优化

介绍了二维相控阵或二维数字阵列天线锥形扫描与俯仰、方位扫描时的坐标变换,重点阐述了倾斜放置二维相控阵或二维数字阵列天线按俯仰、方位扫描时的坐标变换关系,基于该坐标变换,得出倾斜放置二维平面相控阵或二维平面数字阵列天线扫描区域边界在变换域上呈椭圆形的结论。基于这样的结论,可以实现对阵面倾斜角度、几何参数的优化。     

一种基于压控移相技术的低成本相扫天线

研制了一种基于铁电体压控移相技术的低成本相扫天线阵列,该天线采用空间馈电透镜型式,省去复杂的馈电网络,减少移相器/TR组件数量,能显著降低相控阵天线的制造成本。介绍了空馈铁电体透镜相控阵天线系统的组成及其特点。对透镜天线关键部件的设计作了详细阐述,给出了12列铁电体空馈透镜天线阵列的实验结果,结果表明:在X波段,研制的铁电体透镜天线阵列在10%频带内可实现天线波束±45°的电控扫描,各扫描状态的输入驻波比小于1.4。     

平面相控阵天线极限扫描空域分析

基于平面相控阵天线单元间距由设定的扫描空域中不出现栅瓣条件确定，分析了在选定矩形栅格和三角形栅格的阵列单元间距后，平面相控阵天线的极限扫描空域，揭示了相控阵天线尚未被充分利用的扫描资源。     

基于电磁超表面的宽角扫描相控阵天线

提出了一种基于电磁超表面的宽角扫描相控阵天线设计。其工作频率为19.6~21.2 GHz,扫描角度为二维±60°,相控阵天线单元为介质加载的波导口形式。为改善该相控阵的宽角匹配和辐射特性,用基于PCB工艺的电磁超表面替换常规的介质锥匹配结构。相控阵天线单元的仿真结果表明,超表面相控阵天线的有源反射系数更低。小规模阵列辐射特性的仿真结果表明,在±60°扫描角度范围内,超表面相控阵的最低增益相比常规相控阵提升了0.6 dB。中等规模阵列辐射特性的实测结果表明,常规相控阵在0°方位面扫描到60°时,辐射方向图会发生较大变形,天线辐射增益明显下降,而超表面相控阵的方向图仍保持完好,天线增益下降明显改善。上述仿真和实测结果证明,电磁超表面技术在改善相控阵天线宽角扫描特性方面可以发挥重要作用。     

子阵协同作用的波束形成技术研究

针对平面相控阵天线波束响应随扫描范围扩大急剧下降的问题,提出了一种子阵协同作用的波束形成方法,通过该方法可以改善相控阵天线的低仰角性能,扩大相控阵天线的作用空域。介绍了一种子阵协同作用下的相控阵天线阵列,对其协同作用的波束形成进行了仿真分析。构建了该相控阵天线的试验测试环境,通过试验测试验证了该方法的可行性及正确性。     

相控阵天线空域极化特性的高频仿真分析

以天线的空域指向为变化因素来分析研究相控阵天线的空域极化特性,推导了偶极子线性阵列在空域波束电扫时的极化特性.采用三维电磁仿真平台(XFDTD)设计了具有625个单元的平面矩形相控阵天线,计算了天线远场的主极化和交叉极化分量,进而利用空域极化描述子得到了不同波束指向下典型相控阵天线极化特性的变化规律.结果表明:相控阵天...     

RADANT天线——一种新电扫方法

引言就普通相控阵天线而言,为了改变波束方向,要求横跨阵列有一相位梯度,而这是通过改变各个分立元件的相位来实现的。本文介绍的电扫描方法采用改变由人造介质构成的透镜的折射指数的原理。采用这种方法就取消了分立的移相器,而相位控制完全分布在由二极管控制的人造介质构成的辐射透镜口径内。人造介质主要由线柵构成,而线柵包含许多连接在一起的二极管。通过在正偏压和反偏压之间变换就可产生所需的折射指数变化。     

平面近场测量中一种口径场重构技术研究

研究了一种用于平面相控阵天线幅相校准和诊断测试的口径场重构技术.该技术基于等效磁流法,引入矩量法建立平面近场数据与阵列天线口径场分布的联系方程,求解此方程获得阵列天线的口径场分布.模拟计算结果与传统的模式展开法对比,证明了等效磁流法的正确性和可行性;接着讨论了平面近场测试中各关键参数对重构结果的影响;最后基于等效磁流法口径场重构技术实现了某有源相控阵天线的测试和校准,证明了该方法的有效性和实用性.     

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。     

环栅型宽带多波束相控阵天线初探

抛物透镜式天线利用其馈源偏置特性可同时产生多波束,当透镜为环栅型相控阵形式时,该组合天线即成为同时多波束相控阵天线,因此研究该型天线的特性,具有非常重要的使用价值.     

新型Ka频段宽角扫描圆极化相控阵天线

提出了一种新型的Ka频段圆极化相控阵天线。天线单元以单馈电开槽贴片天线为基础实现圆极化,通过微带贴片表面加载介质和辅助辐射器,展宽了天线波束宽度并优化了单元轴比。以该天线为阵列单元,采用顺序旋转布阵技术优化得到的2×2子阵,其辐射方向图具有良好的旋转对称性,由该子阵扩展形成的相控阵天线,有效地实现了圆极化宽角扫描特性。以8×8矩形阵列为例,仿真分析了此类二维相控阵天线波束扫描过程中的方向图和极化特性。研究结果表明,天线在工作频段内可实现方位360°、俯仰±60°扫描,扫描范围内天线增益波动和轴比均小于3 dB,同时该天线具有低剖面（高度尺寸为0.08λ0,λ0为空气介质波长）、结构简单、易于加工和集成等特点,非常适合小型化或一体化相控阵天线系统应用。     

基于阵元方向图的相控阵雷达辐射源识别技术

为了实现对相控阵雷达辐射源的个体识别,分析了相控阵雷达天线的方向图形成方式,提出一种基于阵元天线方向图的相控阵雷达辐射源识别技术。通过双站侦察数据得到相控阵雷达天线阵面的指向角,进而算得相控阵雷达的阵列因子函数,经过比对接收的雷达天线方向图和阵列因子函数,得到组成阵列的天线阵元方向图,最终将计算得到的天线方向图与数据库中的天线方向图进行匹配,完成对相控阵雷达辐射源的个体识别。该方法通过提取相控阵雷达天线方向图的不变个体特征,实现了对相控阵雷达辐射源的个体识别。仿真实验结果表明所提方法能够有效地对相控阵雷达辐射源进行识别。     

高集成层积阵列天线设计

针对三维层积高集成有源阵列天线辐射单元进行了研究。文中采用包括多谐振模式、宽角阻抗匹配、改进型馈电等措施的多种扩频方式对平面贴片辐射单元进行优化设计,提出了一种高集成层积阵列天线形式。其低剖面、轻量化、高性能的特性满足了下一代高集成有源相控阵天线阵列的发展要求,具有较好的应用前景。     

一种平面结构的遥感卫星接收天线系统设计

针对遥感卫星系统接收天线的小型化问题,提出了一种平面结构的遥感卫星接收天线系统设计。比较了不同形式天线的性能优劣,说明有源平面阵列形式的天线相较于传统的抛物面天线和相控阵天线来说,具有效率高、跟踪精度好等良好性能,同时具有小型化的优势。给出了有源平面阵列天线的系统组成,针对该天线的实现难点,即效率和跟踪问题,通过采用高效率的天线子阵形成有源子阵、采用陀螺稳定和相控电子波束扫描体制的方式予以解决。实测结果表明,该天线相较另外2类天线具有较高效率。     

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.     

K波段圆极化相控阵天线的研究

对K波段相控阵单元进行了详细论述,给出了介质加载的圆形波导辐射器的仿真方向图,辐射单元方向图在自由空间的波束宽度达92°.由于阵列当中互耦的影响,阵列当中单元天线波束宽度变宽,波束宽度可达98°,能够满足阵列扫描的要求.在每个单元后接一个铁氧体移相器,再由单T形组合网络合成为1个馈电端口,制造出了K波段1×8单元相控阵天线,并给出了不同扫描角的测试结果.     

Ka波段被动成像天线系统设计与研究

针对Ka波段被动毫米波成像应用,设计了一种由介质透镜与缝隙天线馈源组成的天线系统.将高斯波束理论与光学透镜中的等光程原理相结合,设计了一种大口径介质透镜,该透镜具有良好的聚焦性能;提出了一种新型的共轭直线渐变缝隙天线作为透镜的馈源,该天线呈现出截面小、增益高的优良性能,可以在焦平面上形成密集的馈源阵列.将所设计的介质透镜与馈源天线进行联合仿真,研究结果表明,该系统在距透镜2.81 m处聚焦焦斑为50 mm,并且在±5°偏焦时聚焦焦斑都小于60 mm.所设计的天线系统具备很好的聚焦性能且具有较大的偏焦工作角度,可以适用于被动毫米波近场成像应用.     

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。