Ku 波段全口径高隔离度双极化阵列天线的研究

本文提出并设计制作了一种新型的全口径高隔离度双极化单脉冲阵列天线。该阵列天线单元采用微带贴片与喇叭复合的形式,将微带贴片作为喇叭的二次激励源,以获得更高的单元增益。其中的微带贴片采用一对相互垂直的带状线通过两个呈“T”型分布的“H”形缝隙耦合馈电,以获得较高的极化隔离度（在工作频带内小于-35dB）。在阵列馈电设计中采用二次错位倒相技术,进一步改善了极化隔离度和交叉极化。仿真和实测结果表明,在f0±200MHz 内,驻波比小于2,垂直极化增益大于27dB,水平极化增益大于27.5dB,端口极化隔离度小于-40dB,和差端口隔离度小于-28dB。     

LTCC宽频圆极化环形微带贴片天线研究

设计了一种低温共烧陶瓷( LTCC)宽频带圆极化环形微带贴片天线.该天线采用环形辐射贴片结构,在环形内部利用L型匹配支节连接以拓展带宽.通过使用威尔金森功分器加移相器对辐射贴片馈电,使耦合馈电端口的正交电场相位差90.来实现微带天线的圆极化.该天线设计剖面厚度仅2.4 mm.仿真结果显示该天线工作于1.268 GHz时,实现阻抗带宽超过80 MHz,天线的轴比小于1.5 dB且增益达到4.9 dB.实测结果与仿真结果相近.     

用于移动卫星系统的宽波束双频微带天线

设计了一种新型的宽波束双频双圆极化层叠结构微带介质天线,该天线可发射L波段的左旋圆极化信号,接收S波段的右旋圆极化信号。天线通过展宽上下2层微带贴片的介质衬底,从而增大天线的波束宽度,3 dB波束宽度可达到160°以上。同时采用4馈点馈电的层叠结构,使用2个3 dB宽带电桥分别对上下2层贴片进行馈电,实现圆极化的同时也大大提高了效率,而且通过调节馈电的位置可以很容易的实现匹配,实验结果表明,该天线具有较好的收发隔离度,非常宽的3 dB波束宽度,而且在波束范围内都有很好的圆极化特性。     

双频双极化微带共形天线

设计了一款工作在不同频率的双极化微带共形天线。首先,天线单元采用矩形微带贴片,并且通过改变贴片尺寸实现两种谐振频率;其次,改变两种单元的馈电方向,以此实现不同极化辐射;最后根据天线单元排布形式,设计了基于T 型功分器的馈电网络。根据最终的仿真结果,加工了天线实验样机。在工作带宽内,天线1、2 不圆度为分别为3. 56dB 和3. 98dB,增益分别为1.1dBi 和0.85dBi。通过比对,实测结果与仿真结果一致性较好,达到了预期目标。     

一种LTCC叠层耦合馈电圆极化微带天线的设计

设计了一种低温共烧陶瓷(LTCC)低剖面圆极化叠层耦合微带贴片天线.该天线采用层叠结构,在辐射基板正面采用分形的辐射贴片来降低天线尺寸并拓展带宽;在馈电层基板正面开“十字”槽,在其反面通过使用威尔金森功分器加移相器网络对“十字”槽馈电,使得耦合馈电端口的正交电场相位差90°来实现微带天线的圆极化.该天线设计剖面厚度仅3 mm.仿真结果显示该天线工作于1.268 GHz时,实现阻抗带宽超过60 MHz,天线的轴比小于1.5 dB且增益达到5 dB.     

一种X波段宽带低副瓣微带阵列天线设计

介绍一种新型的x波段宽带低副瓣平面微带阵列天线设计,采用口径耦合馈电的背腔式贴片天线实现了单层微带贴片的宽带工作;采用倒置微带线、低阻传输线、非隔离的T形功分器与双口馈电十字功分器相结合等多种技术手段,弱化了馈电网络的传输损耗、寄生辐射及耦合效应。基于项目需求设计、加工了一套14×14单元天线阵列,测试结果表明,该天线在10．5％的频段内驻波比优于1．5、副瓣电平优于-24．5dB、辐射效率大于55％。     

新型Ku频段全向微带阵列天线

设计了一种新型Ku频段全向天线,该天线由双面辐射微带阵列组成,通过串联形式馈电,实现了全向中等增益辐射特性.文中给出了微带阵列天线的设计方法,对该微带阵列天线的阻抗带宽特性、方向图特性和馈电结构进行了分析.结果表明,该微带阵列天线反射损耗小于-10 dB的绝对带宽为1.15 GHz,在可用频带内全向增益为6.8 dB～7.3 dB,E 面波束宽度在20°～24°,H面方向图不圆度在±0.5 dB以内.该天线能够满足微波通信系统要求.     

高隔离度双极化微带天线直线阵的设计

本文介绍一种新型的1×16双极化微带天线直线阵的设计.该天线采用双极化角馈方形贴片单元,阵列的垂直极化端口采用共面馈电,水平极化端口采用口径耦合,并在馈电网络中应用反相馈电技术.实验结果表明,天线二端口驻波比小于1.5的相对带宽分别达到15％和13.5％,两端口之间的隔离度在频带内高于33dB,最大达到43dB.本直线阵可用作星载综合口径雷达系统的天线子阵,便于与有源收发器件结合.     

一种新颖的超宽带平面等角螺旋天线的设计

分析了平面螺旋天线的研究方法,并设计了工作于2～12 GHz 的新颖的超宽带平面等角螺旋天线,由天线的宽带特性指标和平衡结构特性,天线两臂的辐射部分设计了一种带环状贴片的天线辐射结构,使圆极化轴比带内小于3 dB,天线馈电部分设计了一种阻抗为指数渐变和梯形渐变相结合的双线形式微带线宽带巴伦,并可采用50 W 同轴探针馈电,使带内反射系数小于-10 dB。测试结果表明,馈电的微带巴伦和天线带环状的结构形式都表现出良好的宽频带和圆极化特性。     

一种小型化宽带圆极化微带天线的设计

设计并加工了一种采用同轴背馈方式馈电的小型化宽带圆极化微带天线。针对单点馈电微带天线轴比带宽窄的问题,通过增加馈电网络对天线辐射贴片进行双点馈电以展宽轴比带宽,得到了良好的效果。馈电网络根据带状线理论设计,利用U形接地板巧妙地实现了宽带天线的结构小型化。通过对辐射贴片的双点馈电获得了令人满意的电压驻波比带宽和良好的圆极化性能。通过仿真和实际测试表明,该天线VSWR≤2的带宽达到了30％,3dB圆极化带宽约为26％,同时频带内天线的增益达到4dB。     

馈源整体制冷技术在深空测控系统中的应用

深空探测器通信距离遥远,其返回信号微弱,因此要求接收天线具备尽量高的品质因数(G/T).下行链路设备工作在低温环境中,有利于降低噪声温度,提高系统G/T值.针对35 m深空测控天线,首先分析了Ka频段天线增益、外部和内部噪声在此基础上提出了Ka频段馈源整体制冷方案,并对馈源不制冷和馈源整体制冷两种方案进行了比对分析最后总结了超低温馈源设计和制造关键技术.馈源整体制冷系统噪声温度测试结果小于45 K.分析表明采用馈源整体制冷方案能够提升系统G/T值1.03 dB,35 m深空测控天线Ka频段接收能力提高约21%.     

利用仙后座A测量16m天线G/T值及误差分析

阐述了利用仙后座A测量地球站天线G/T值的原理和基本公式,讨论了其修正因子的计算方法,介绍了用多项式拟合确定任意频率G/T值的方法。给出了C频段16m天线G/T值的测量结果,实测结果同理论计算结果吻合很好。对G/T值的误差进行了分析和估算,其最大均方根误差±0.384dB。     

Broadband Active Receiving Patch With Resistive Equalization

The active integrated antenna (AIA) concept has been applied to design a broadband receiver front-end. A design procedure for active broadband patch antennas based on resistive equalization is presented. The use of the AIA has allowed the design of efficient RF front-ends by increasing its effective gain, noise figure, and merit . In addition to improving the classical parameters, the resistive equalization technique allows enlarging the bandwidths of the active antenna parameters versus the corresponding ones in passive antennas. A receiving patch antenna (with one amplifying stage) with a measured noise figure lower than 0.6 dB in a bandwidth over 38% and an effective gain improvement of 13 dB over the corresponding passive antenna has been achieved. The -parameter has also been measured for both the active and passive antenna, resulting in a relative planar of 16 dB/K, with a ripple of 0.5 dB, over a 30% bandwidth for the active antenna versus a of 22 dB/K for a typical front-end with a passive antenna over 20% bandwidth.     

基于LTCC技术的Ku波段四通道T/R组件研制

基于相控阵雷达的应用需求,利用LTCC多层基板技术,研制了Ku波段四通道T/R组件。该组件通过三维布局实现了组件的小型化和轻量化,同时也保证了射频、电源和控制的信号完整性。通过微带线变换带状线的优化设计,实现了良好的传输性能,提高了四通道信号间的隔离度。腔体内部做了隔墙设计,避免四通道的信号干扰,保证一致性。最终研制实现的小型化Ku波段四通道T/R组件,尺寸仅为70 mm×37.8 mm×11.5 mm,质量约53 g,组件接收增益大于25 dB,噪声系数小于4 dB,发射功率大于16 W。该T/R组件四通道一致性好,性能稳定,具有较好的应用价值。     

Ku波段高增益8通道T/R组件设计与实现

利用低温共烧陶瓷(LTCC)高集成化设计优势,设计并实现了一款Ku波段高增益8通道T/R组件。该组件通过双向放大器的合理运用,有效提高了组件的收发增益,同时利用液态金属材料的特性,将硅铝壳体与铝合金散热齿进行有机结合,大大提高了组件在连续波发射工作模式下的热量传导能力,保证了组件小体积下工作的可靠性。最终设计实现的Ku波段高增益8通道T/R组件,体积仅84 mm×48 mm×6 mm,质量约60 g,发射功率增益大于45 dB,发射输出功率大于1 W,接收增益大于29 dB,接收噪声系数小于3.5 dB。该组件8个通道收发性能一致性好,性能稳定,具有良好的工程实用价值。     

Broadband active microstrip antenna design with the simplified realfrequency technique

This paper deals with the design of broadband active microstrip antennas where the amplifier is integrated with the radiator. Theoretically sound definitions for gain and noise figure of the active antenna are introduced, and their relationships with the definitions for the composing circuit and radiator parts are explained. A sequential design procedure is presented that allows the straightforward and optimal design of transmitting and receiving antennas with multiple active stages, taking into account input and output matching, the gain-versus-frequency curve as well as the noise performance. The theoretical concepts are illustrated with two examples: one of a transmitting active antenna and one of a receiving antenna. The former one is a two-stage design that achieves nearly 25% of bandwidth with regard to gain and matching and 24 dB gain improvement as compared to the matched passive antenna. The second one is a receiving antenna (one stage) with a measured noise figure of 1.2 dB in a bandwidth of over 17% and a gain improvement of 11.9 dB over the corresponding passive antenna. Finally co- and cross-polar radiation patterns in E- and H-plane prove that the antennas also have favorable radiation characteristics in a wide bandwidth (at least 18%)     

Direct G/T Measurement for Satellite Broadcasting Receivers

A new G/T measurement method for receivers which are used for direct broadcasting from a satellite is proposed. By this method, G/T can be obtained without measuring G and T values separately. Therefore, this method, which can be called a direct method, can be adopted for the G/T measurement for integrated antennas, wherein an antenna and a receiver are unseparably combined, while the conventional method can not be adopted nder these circumstances. Besides,-o special test equipment is required for this method. This method can achieve more accurate G/T data because the result is independent from noise bandwidth or signal time response of test equipments. This paper describes the principle of the method, practical test procedure and some notes on how to avoid measurement errors. Some experimental results are also presented, which show that G/T values determined by this method agree with those obtained by the conventional method within 0.4 dB.     

一种小型宽带双极化5G基站天线

设计了一种适用于2G/3G/4G/5G移动通信的小型宽带±45°双极化基站天线。该天线由2对偶极子辐射片、2条微带馈线和1块反射板组成,辐射臂和微带馈线采用双面印刷工艺印刷在0.8 mm厚的FR4板,并固定放置于开有圆形槽的反射板上。对天线实物进行加工测试,测试结果表明,端口1工作频段为1.82~3.60 GHz,端口2工作频段为1.64~3.41 GHz;工作频段内,反射系数小于-10 dB,端口隔离度优于18 dB;交叉极化比在视轴方向大于17 dB,±60°方向大于15 dB;半功率波束65°左右,前后比优于18 dB,测试和仿真结果较吻合。所设计天线带宽宽,尺寸小,且制作工艺简单,成本低廉,适合批量生产,应用于5G移动通信基站中。     

柔性薄膜收发组件技术研究

采用有源相控阵技术的薄膜合成孔径雷达因其全天候、大范围、高精度的探测能力,受到各国广泛重视。柔性薄膜T/ R 组件,由于其重量轻、厚度薄、可弯曲的特性,可以满足天基预警雷达柔性薄膜天线的需要。柔性 薄膜收发组件作为薄膜合成孔径雷达的核心部件,成为薄膜合成孔径雷达(SAR)的关键。文中对柔性薄膜T/ R 组件的接收和发射电路、弯曲特性进行了仿真分析,并对该T/ R 组件样机进行测试验证,获得了工作频段为L 波段,接收增益大于24dB,噪声系数小于2dB,发射功率大于1W,弯曲对带内的损耗影响小于0. 1dB,对带内的相位影响小于2°的结果,其在噪声和接收性能上具有先进性,并对工程应用具有一定的实际参考意义。     

微型片式收发组件技术研究

针对采用有源相控阵技术的高分辨率合成孔径雷达(SAR)应用要求,设计制作了一款尺寸小、重量 轻、厚度薄、可与片式天线阵面相兼容的片式T/ R 组件,对该片式T/ R 组件的接收和发射电路、垂直互连性能进行了 仿真分析,并对该T/ R 组件样机进行测试验证,在X 波段获得的测试结果为:接收增益大于24 dB,噪声系数小于3 dB,发射功率大于1 W,垂直互连的端口驻波小于1. 35,垂直互连的插损小于0. 2 dB。尺寸仅为10 mm×10 mm×5 mm ,可应用于相关工程中。