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。     

波导窄边缝隙天线的研究和设计

波导窄边缝隙天线具有宽垂直波束、窄水平波束以及低副瓣的特性.这种形式的天线特别适用于船用导航雷达.选择了一种波导窄边缝隙天线,首先分析其理论模型,并给出理想的设计参数,再利用Ansoft公司的HFSS软件的参数扫描及优化功能,通过局部调整设计参数就可以方便地得到缝隙的谐振结构.利用这种设计方法可以快速得出所需要的低副瓣波导窄边缝隙天线,再通过增加反射板和极化栅等方法实现了完全满足使用要求的天线,并给出了相应的理论仿真和测试结果.     

频扫低副瓣波导窄边缝隙平面阵列天线的研究

介绍了频扫体制低副瓣波导窄边缝隙平面阵列天线的设计方法。对天线样机的测试结果表明，该天线副瓣低于－３０ｄＢ，达到预期目标。     

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。     

一种抑制波导窄边缝隙阵列天线交叉极化的方法

为了抑制波导窄边缝隙阵列天线交叉极化电平,采用一种在波导外壁开非倾斜缝隙、在波导内壁开倾斜缝隙的方法。利用电磁仿真软件HFSS进行仿真,得到孤立缝隙与阵中单个缝隙的电导函数。设计了一个47单元X波段波导窄边缝隙均匀直线阵列,与常规缝隙阵列相比,天线交叉极化电平降低了6.8 dB。     

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.     

一种波导窄边裂缝天线缝隙倾角的改进方法

为减小波导窄边裂缝天线缝隙间互耦对天线性能的影响, 实现低副瓣的设计, 提出了一种倾角波动分布的设计方法.天线电流分布选用泰勒分布, 利用HFSS软件确定缝隙倾角初值, 在此基础上得到波动分布的倾斜角度, 并通过遗传算法对缝隙倾角进行优化.使用Matlab与HFSS软件联合仿真, 省略了建模、设置参数等大量操作, 提高了设计效率.基于此, 设计了一款长度为1.2 m的X波段波导窄边裂缝天线, 仿真发现副瓣电平比传统设计方法低2.17 dB, 加工了天线实物并进行了测试, 天线实测增益和副瓣电平分别为20.9 dBi和-28.7 dB, 验证了方法的有效性.     

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。     

大倾角窄边斜缝波导天线设计方法的优化

为了快速设计波导窄边斜缝行波阵列天线,文章针对公式法简单但是不精确而牛顿迭代法工作量大的特点,提出了综合两种方法的波导窄边斜缝行波阵列天线设计方法,这种方法简单而且精确。运用这种方法设计的天线与公式法相比最大副瓣电平降低了6.3 d B。     

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。     

EBG 结构改善天线辐射特性初步研究

本文研究了高阻表面型EBG,其蘑菇形二维周期结构具有紧致特性,周期和单元尺寸远小于工作波长,非常适 合于阵列天线设计,它的表面波抑制特性有助于改善天线性能。采用Mushroom-like EBG 结构形式,针对12GHz 频率完成 初始结构参数选取,利用同轴探针模型给予验证。随后加载于波导缝隙阵列,采用HFSS 模拟软件,通过优化设计,降 低了方向图副瓣及后瓣,其中对第二副瓣和后瓣的抑制优于2dB,前向辐射也有所增加,达到了改善天线辐射特性的目的。     

毫米波多分区单脉冲波导缝隙阵天线的设计

设计了一种毫米波多分区单脉冲缝隙阵天线。通过多分区拓展了天线的驻波带宽,通过阵面近场分布优化 来消除分区短路板对方向图的影响,实现了超低副瓣。设计了一个28*28 的圆口径单脉冲缝隙阵天线,仿真结果表明天 线驻波带宽600MHz(VSWR<1.3),副瓣电平中心频率-34.9dB,带宽内-30dB。     

一种高增益缝隙定向天线设计

为实现高增益低旁瓣的定向天线,设计了一种采用介质基片集成波导实现缝隙天线阵,并在辐射缝隙两边增加扼流槽,与传统的介质基片集成波导相比,大幅增加了带宽。最后实现了一介质基片集成波导天线阵,其带宽增加了8%,实际测试表明该天线具有高增益,低旁瓣,达到了设计要求。     

基于波导缝隙阵列的新型太赫兹频率扫描天线

为缩短太赫兹系统成像时间,该文提出将频率扫描天线应用于太赫兹成像系统中,并设计了一种基于波导缝隙阵列的太赫兹频率扫描天线。该文采用泰勒综合法降低副瓣电平,通过软件仿真结合功率传输法设计最优的缝隙分布。太赫兹波导缝隙阵列天线具有加工简单、成本低的优势,通过太赫兹准光测试系统对天线性能进行测试,实测天线扫描角度可达40°,增益约为15 dB,副瓣电平抑制优于–20 dB。测试结果表明太赫兹波导缝隙天线具有扫描角度大和副瓣低的优良特性,在太赫兹成像和目标探测等领域有巨大的应用价值。      

Single- and dual-polarized millimeter-wave slot-ring antennas

Single- and dual-polarized dielectric lens-supported slot-ring antennas have been developed for operation at millimeter-wave frequencies. The antennas are fed with a coplanar waveguide (CPW) to be compatible with uniplanar mixers and low-noise amplifiers, and the feedline is shown to have a minimal effect on the antenna performance. The measured antenna patterns agree well with theoretical results and have symmetric main beams, low sidelobe levels (<-15 dB), low cross polarization (<-20 dB), and 27 dB directivity. A 2×2 array of single-polarized slot-ring antennas for monopulse applications demonstrates excellent patterns at 94 GHz with -3 dB crossover power levels in both elevation and azimuth scans. The dual-polarized slot ring antenna patterns are nearly identical to those of the single-polarized antenna, and two-port isolation is as low as -25 dB. The dielectric lens-supported slot-ring antenna is an excellent candidate for compact, low-cost millimeter-wave systems with fixed or variable polarization capabilities     

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。     

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。     

一种旁瓣匿影天线系统设计

旁瓣匿影是相控阵雷达采用的一种典型抗干扰技术。天线系统是旁瓣匿影的核心硬件设备,其设计直接关系到匿影波束能否有效压制干扰信号。针对目前旁瓣匿影容易出现的波束覆盖穿刺等问题,文中设计了一种旁瓣匿影天线系统,它包括全向匿影天线、低噪放耦合模块。通过匿影天线与低噪放集成设计提高匿影链路的干噪比。全向匿影天线采用方位全向双极化天线设计,水平极化匿影天线采用扁波导缝隙全向天线,垂直极化匿影天线采用扁平双锥全向天线。仿真结果表明,两种天线可实现方位向水平极化与垂直极化的全向覆盖。经实测验证,匿影波束能完整覆盖主天线副瓣区,可有效提升雷达系统的抗干扰能力。     

High efficiency and low sidelobe design for a large aperture offset reflector antenna

A design method giving high efficiency and low sidelobes is discussed for large aperture offset reflector antennas. A new reflector shaping technique using the subreflector and the beam waveguide reflector with the parabolic main reflector is proposed to simplify the main reflector manufacturing process. The effectiveness of the technique is confirmed by the model experiments. One problem with this reflector shaping technique is that the subreflector edge level cannot be controlled independently of the main reflector edge level. By investigating the relation between the gain reduction and the subreflector edge level, which affects the wide-angle sidelobe levels, the realizable characteristics of antennas are studied. In order to decrease the subreflector edge level without reducing the aperture efficiency, a technique using an extended reflector is also proposed. Its effectiveness is shown by theoretical and experimental investigations.