X波段二维宽带宽扫背腔微带天线

设计了一种X波段背腔微带天线,采用探针和口径耦合相结合的馈电方式实现了小单元间距下单层微带贴片的宽带工作,并弱化了馈线寄生辐射对方向图的扰动。设计加工了8×8单元的天线小阵。实测结果表明,该天线在设计要求的2GHz带宽内驻波小于1.5,驻波小于2的相对带宽25%;方向图测试结果表明实现了方位向45°、俯仰向30°的扫描,增益22.8dB,天线效率大于80%,可满足二维宽带宽扫瓦片天线的实际应用需求。     

SIW 耦合馈电阵列天线

提出一种新型宽带、结构紧凑的基片集成波导(SIW)背腔阵列天线的设计方法。所设计的SIW 阵列由紧密相连的背腔构成馈电网络,每个背腔上开宽缝作为辐射单元。SIW 背腔天线单元紧密排列,主要通过单元间感性耦合窗耦合馈电。SIW 背腔既是辐射单元又能实现能量分配,不需加载额外的馈电网络,因此该阵列结构十分紧凑。工作在20 GHz 频段的2×2 SIW 耦合馈电阵和4×4 SIW 耦合馈电阵已加工实现,仿真和测试结果表明所提出的SIW阵列设计方法简单、阵列结构紧凑、天线辐射性能良好。另外,本文研究了高增益大规模阵列天线的组阵方法。在2×2 SIW 耦合馈电阵的基础上,采用8×8 SIW 并联馈电网络加载天线子阵的方法设计了16×16 宽带高增益SIW 阵列天线并进行了加工测试。结果表明,采用这种组阵方法,天线阵阵元排布紧密,天线具有带宽宽、增益高、损耗低等优点。     

一种宽带双极化波导阵列天线的设计

设计了一种适用于雷达、通信等领域的宽带双极化波导阵列天线。天线的垂直极化信号通过波导阻抗变换直接馈电实现,水平极化信号通过由垂直极化信号馈电、缝隙耦合的方式实现。设计的阵列天线在12 GHz～15 GHz的频带内驻波比小于2,交叉极化低于25 dB,单元增益在带内大于8 dB,波束宽度大于60°。加工天线后实测结果与仿真结果吻合,该种阵列天线既适合固定波束阵列天线,又适合具有相扫功能的阵列天线。     

一种宽波束毫米波引信天线阵的设计

本文提出了一种应用于引信系统的宽波束毫米波天线阵。该阵列天线应用于60GHz-64GHz,由四组两两正交布局的1×2波导辐射单元以及SIW（基片集成波导）缝隙耦合馈电组成。由微带线到SIW过渡,可用于与T/R模块连接。基于双脊波导结构以及拓宽的方形波导结构的特点来设计宽波束的辐射结构;设计高集成度,低复杂性的微带线到SIW过渡结构。由HFSS仿真结果表明,在60GHz至64GHz带宽内天线阵列反射系数小于-13dB,并且在增益掉落3dB内,该天线阵列在60GHz、62GHz和64GHz均能实现xoz面和yoz面±50°的波束宽度。     

具备阻抗和低副瓣宽带特性的脊波导缝隙阵列天线设计

设计了一种16×8脊波导缝隙阵列天线,线阵阵面分成两个子阵,馈电采用同轴馈电与耦合缝隙馈电结合的两级馈电方式,辐射缝隙分布为泰勒分布。天线设计采用近场诊断方法和阻抗过载技术进行优化。天线实物加工测试结果表明,天线在X频段驻波带宽(VSWR≤1.5)为7.3%,最低副瓣达到-25.8 dB,副瓣电平带宽(SLL≤-19 dB)为6.2%。与已有文献相比,该天线同时具备阻抗宽带特性和低副瓣宽带特性,工作频带内具有增益均大于16 dBi的高增益特性。     

一种新颖的圆极化波导阵列天线设计

介绍了一种新型的Ku波段赋形圆极化波导缝隙阵列天线设计,采用矩形波导宽边纵向直缝隙耦合馈电四脊方形开口波导实现了波导天线的圆极化工作;采用波导窄边耦合器形式的功分器和配相波导组成的馈电网络,控制各线阵的幅度和相位,利用幅度和相位加权的方法实现了圆极化波导天线的波束赋形工作。基于项目需求设计、加工了一套24×16单元天线阵列,测试结果表明,该天线在3%的频段内轴向轴比优于3.0dB、驻波比优于1.6、赋形波束区域覆盖了-40°~0°的范围,满足了项目的指标要求。     

一种X波段宽带背腔微带天线阵面设计

文章介绍了一种X波段宽带、宽扫、背腔式微带天线阵面。该天线利用背腔式口径耦合馈电的方式使单层微带板贴片单元实现了阵面中小单元间距下天线的宽带性能,并结合探针式天线单元级独立馈电的方法,实现了天线阵面的大角度扫描功能。基于项目需求,设计加工了一套8×8单元天线阵面,测试结果表明:该天线在X波段21%的相对带宽内驻波优于1.8,可在方位向实现±45°的大角度扫描,天线效率达到了80%以上,满足了项目的电性能指标要求。     

6~20GHz同轴-矩形波导转换器的设计

宽带同轴-矩形波导转换器是高性能天馈系统的重要组件之一。针对现代电子系统对高频宽带特性的迫切需求,采用矩形波导宽壁平行加载金属双脊、同轴探针与脊波导非接触式转接、脊波导-矩形波导渐变转换的结构,设计了一种多过渡段、宽频带的同轴-矩形波导转换器,获得了6～20GHz工作带宽内插入损耗小于1dB、回波损耗小于-18dB的实测结果,可满足一般宽带天馈系统的馈电及测试要求。     

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。     

用于无线电监测的超宽带喇叭天线的研制

研制了一款用于微波频段频谱监测以及测向的,可以覆盖900MHz～11GHz的高增益超宽带喇叭天线。此款天线采用在传统喇叭天线腔体中加入一对渐变的寄生脊的方法,优化馈电部分同轴到双脊波导的转换,实现了同轴到波导的宽带匹配。最终天线实现了数十倍频程内驻波比小于2,增益在8～13dB之间,并且具有稳定的辐射方向图。     

基于遗传算法的微带天线阻抗匹配设计

根据传输线理论,结合遗传算法的全局搜索优势,提出智能阻抗匹配的微带天线设计方法.可自动匹配微带/带状线、同轴、共面波导、共面/异面双线等传输线馈电的天线单元,可显著减少宽带天线单元设计中的全波仿真计算量.利用该方法设计了带宽37％,驻波比不高于1.5的微带振子天线,仿真表明优化得到的S参数曲线与HFSS仿真结果基本吻合.本方法还可优化多端口激励的天线单元及相控阵的宽带宽角阻抗匹配.     

无人机载Ku波段有源相控阵天线

设计了一种无人机载雷达的Ku波段有源相控阵天线,分析了有源相控阵天线的系统组成、模块布局和设计思路,实现了高集成、低剖面的有源相控阵天线设计,并可同时实现SAR和GMTI功能。设计了32行线源的宽边纵缝驻波阵形式的波导裂缝阵列天线,通过加脊和分区馈电法扩展了天线的工作带宽。采用FFT反演算法在微波近场暗室中对有源相控阵天线进行了校正补偿。实测结果表明该有源天线可以实现两维-20dB的低副瓣电平,并可在俯仰向实现±60°的相控阵扫描,实测方向图与仿真结果相吻合。本天线具有宽带宽角扫描、低副瓣、低剖面、结构紧凑等优点。     

多层带状线和差一体化网络的实现

针对相控阵天线复杂的馈电网络问题,介绍了一种多层带状线和差一体化网络的工程实现方法。网络采用多层和差一体化设计理念,与传统的和差网络设计相比,消减了金属盒体和同轴电缆的使用,有效地解决了传统复杂的馈电网络形式。通过对宽带和差器和威尔金森功分器的独立设计,结合同轴电连接器的使用,使在该网络强迫馈电下的天线阵在20%的工作频带内获得了和波束副瓣电平<-30 d B,差波束副瓣电平<-20 d B的低副瓣特性。网络具有集成度高、可靠性高和成本低的特点,目前已成功应用于相控阵雷达天线。     

用于单脉冲的脊波导缝隙相频扫天线设计

对于单人便携式单脉冲雷达,设计高增益、宽扫描角度、低副瓣电平和低剖面的天线阵列对提高其探测距离、探测范围和探测精度有着非常重要的意义.设计了一种S型脊波导缝隙相频扫天线,采用S型脊波导来缩减波导的宽边尺寸,增加频率扫描波束范围.将频率扫描线阵分为两个子阵,采用同侧馈电,分别进行Taylor幅度加权,在保证分段处幅度和相...     

一种宽带多波束微带阵列天线的设计与实现*

针对目前多波束切换天线研究中存在的带宽窄、性能低等问题,通过基于Butler 矩阵的馈电网络整体结构设计和差分移相器快速设计方法研究,实现了具有23%带宽的宽带多波束合成网络;通过V 形缝隙矩形贴片和变形双仔枝节耦合馈电设计,展宽了微带阵列单元天线带宽;设计实现了4×2个阵元的宽带、高增益、多波束移动通信天线系统,测试结果表明:在整个工作频段内该天线系统四个波束能够无缝覆盖90°工作扇区,驻波比小于1.5,波束增益达到16dBi。     

一种基于脊间隙波导的宽频带馈电线源设计

设计了以脊间隙波导(RGW)功分网络为基本结构的宽频带馈电线源,该线源可用以激励平行板波导中的准TEM模式波,并用作宽带连续横向枝节(CTS)天线的馈电结构。首先对RGW阻带和单模带宽特性进行分析,以确定RGW的结构参数;进一步研究了宽带1分2功分器的设计方法、RGW模式到平行板波导模式的过渡结构方案;借助多级阻抗匹配和感性金属柱加载技术,实现了低反射等功率分配,以及输出端口到平行板波导的宽带匹配;最后将各分级结构级联得到1分8 RGW网络线源。对宽频带馈电线源进行了样机加工、装配和测试,在12 GHz～22 GHz频率范围内,其反射系数低于-15 dB,实测方向图与等幅同相均匀线源方向图吻合度很高,证明该馈电线源幅相一致性优异,是一种高效率的CTS天线馈电线源。     

Ku频段全金属圆极化平板天线设计

本文介绍一种Ku频段全金属圆极化平板天线的设计,采用多层金属波导腔体结构降低天线剖面,由上到下依次为辐射层、谐振层、功分馈电网络层,其中,辐射层为4×4个斜六边形开口波导腔体,将线极化信号扭转为圆极化波辐射;谐振层利用梅花状波导腔体有效展宽了天线的阻抗带宽,功分馈电网络层为紧凑型一分四波导功分器。通过电磁仿真软件Ansoft HFSS进行仿真设计,仿真结果表明,该天线相对阻抗带宽为21.8%,在工作频带内,驻波小于2,3dB轴比带宽为5.4%,天线效率大于80%。根据仿真设计结果,加工了一套12×12单元天线阵列,对阵中天线单元进行测试,测试结果与仿真结果符合较好。     

一种宽带小型化相控阵单元的设计

设计了一种带自校准功能的宽带小型化的微带vivaldi相控阵天线单元,通过多层板压合的方式实现了天线辐射单元与自校准网络的一体化加工要求,采用在非辐射边增加曲流槽的方法提高了天线在低频段的增益,同时减小了低频驻波,通过增加两单元之间隔离的方式和馈电位置降低了天线宽角扫描的有源驻波,设计的单元在全频带内具有良好的驻波和辐射特性。     

一种Ku波段混合馈电频扫天线阵设计

研制了一种俯仰向波束固定,方位向频扫的Ku波段频扫平面天线阵.采用双层微带结构获得带宽约18%的宽带微带贴片天线作为阵列单元.天线阵俯仰向采用微带功分器及该种天线单元组成线阵.方位向为实现波束较大范围的频扫能力, 并提高天线阵的工作效率采用波导慢波线缝隙与线阵微带线电磁耦合结构进行馈电.在采用HFSS软件完成仿真设计的基础上,加工并测试了一套12×40规模的天线阵,结果表明该天线阵在工作频段内驻波比优于1.5,波束扫描范围大于80, 副瓣电平优于-20 dB,除中心频点外,增益大于26.5 dB.     

X波段高功率微波宽角相扫阵列天线

根据工程需要，提出了一种X波段高功率微波宽角相扫阵列天线。基于模式转换和阻抗匹配原理，提出了一种适配角锥喇叭天线和SMA连接器的高功率同轴波导变换器，设计了过渡腔体结构调节功率容量，加载金属匹配块实现阻抗匹配，并与阶梯脊波导一体加工，极大地降低结构复杂性。在8.2～8.8 GHz内单元电压驻波比(VSWR)<1.25,功率容量为41.83 kW,与普通喇叭单元相比功率容量得到大幅提升。7×7阵列可实现±30°圆锥扫描，具有较宽扫描特性。该天线易于加工，可实现灵活波束扫描，具有一定高功率微波应用价值。