一种新型溅散板馈源天线

为了改善溅散板馈源天线中开口辐射波导的终端匹配性能并得到对称方向图,提出了一种Ku波段介质锥加载喇叭式溅散板馈源天线结构。该结构将聚四氟乙烯材料(介电常数为2.56)的介质体悬空插入圆锥喇叭内部,使介质体与空气更好地匹配。CST数值仿真结果表明,在工作频段内馈源VSWR达到1.11以下,方向图具有良好的对称性;同时,介质锥加载副反射面构成的一种新型的溅散板馈源作为代替传统卡塞格伦天线中的馈源和副反射面,省去了支撑副反射面的支杆,减小了遮挡,提高了天线效率,达到了60%以上,为工程设计提供很好的理论依据。     

卡塞格伦天线的快速设计

卡塞格伦天线的主抛物镜面的设计与前馈抛物镜面的设计中,除“焦径比”的选择有所不同外,基本上差别不大。但是,比起常规抛物面天线照射器的设计来说,卡塞格伦天线的“照射器—双曲面辅镜系统”的设计要复杂得多,因为它将涉及到照射器的尺寸,双曲面辅镜的口径、焦距、离心率等一系列参数。本文提出又一种快速设计“照射器—双曲面辅镜系统”的方法,设计原则是该系统对主口面的遮盖为最小和对主口面的照射为最佳。笔者曾用这种方法设计了一付微波中继接力通讯天线,实测结果表明是满足予定指标的。     

侧馈偏置卡塞格伦天线的面赋形研究

为改善星载天线的宽角扫描特性,采用射线追踪的方法,通过优化的思想对侧馈偏置卡塞格伦(SFOC)天线的主反射面进行了面赋形设计．为增加反射面表达式的灵活性,设计时首先根据反射面的初始数据,以双三次B样条函数逼近其形状,然后以各馈源相位中心到与其对应的扫描口径面的路径等长为优化目标,通过Powell方法对样条函数的插值数据点进行调节,最终确定了反射面的形状．分析结果表明,面赋形工作有效降低了SFOC天线一维扫描和二维扫描过程中由相位误差带来的增益损失,改善了该天线系统的宽角扫描特性．     

对微波接力站现有的经典卡氏天线改造的建议

本文在作者已经获取的理论与实践成果基础上,提出对我国微波中继站现行广泛应用的经典卡塞格伦天线进行技术改造的意见.其措施是保持原造价高昂的抛物主面结构不变,从控制口径场分布以提高效率和改善副瓣电平出发仅对副反射面赋形;再根据馈源的相位中心和组合馈源的等效辐射中心的位置,调整抛物面位置以获得最佳轴向位移. 这种改造在经济上是价廉的,在效果上是显见的,在技术上是可行的.对现行大量采用经典卡氏天线的微波站的通讯质量的提高容易收到立竿见影的效果.可供参考与借鉴,具有一定的现实意义。     

双反射面天线副面改形的改进设计

传统的卡塞格伦天线以及威廉姆[1]修正型天线的设计均基于几何光学原理,不考虑电波的绕射效应。由于几何光学假定的近似性,使得天线的实际效率比设计效率要低。为了提高天线效率而又不增大天线的口径尺寸,就必须改变天线面的形状。理论上讲天线的主面和副面都有改变的必要和可能。为了便于实际应用,这里只研究对副面改形以提高天线效率的问题。借助于文献[2]的原则思想,本文提供了一个简便有效的优化改形方法。对两个实例的计算结果是改形后天线效率分别达到84.8%和85.9%。这些数值远高于改形前的天线效率。     

激光空间通信中的天线研究

论述了中心遮挡高斯分布情形下卡塞格伦光学天线的增益理论。根据计算结果,绘出了设计曲线并讨论遮挡率和指向误差对增益的影响。分析表明,即使微弧量级的误差,也会对增益产生很大影响。此外,还讨论了卡塞格伦天线的设计问题。     

赋形卡塞格仑天线组合馈源的等效幅射中心

本文从提高天线效率的观点出发,对标准型卡塞格伦天线进行修正,按照能量守恒定理,等光程条件和斯内尔定理所得到的四个方程利用计算机求解方程组。从而得到改进型卡氏天线主面和付面坐标的数值解,确定改进型卡塞格仑天线的形状,达到提高天线增益和效率的目的。对于已改进后的卡氏天线,如何确定组合馈源的等效辐射中心?才是本文研究的重点内容,考虑到修正主面对于实际生产加工难易和所起到的效果大小,主反射面仍采用抛物面的形式,这样不仅能够达到提高天线效率的目的,而且又不失一般性,并为实际生产加工提供方便,在此基础上采用付反射面反射线的反向延长线与对称轴线交点分布的密集度,确定目标函数,用优化的方法,找出等效辐射中心的最佳位置。     

修正型卡塞格伦天线最佳匹配调整方法

本文运用离散数值计算方法和最优化技术,建立了口径平面上波程差的计算公式,通过补偿环节姿态参数的最优选择、构造了误差反馈修正算法,实现了修正型卡塞格伦天线的高效率调整。我们把这一方法称做修正型卡塞格伦天线结构的最佳匹配调整方法。它能减少规律性结构误差对天线性能的影响,因而具有一定的实用价值。     

线栅型圆锥单极天线

研制了一种由导线栅构成的圆锥单极子天线。采用矩量法来求电场积分方程，天线表面上的感应电流分布采用正弦插值基函数来展开，该基函数对于长线结构具有较快的收敛性。分析了天线的电压驻波比和增益随着线栅根数以及天线高度等参数变化的特性。设计了一副在6个倍频的频带内均可满足电压驻波比小于2.0,增益大于4.5dB的全向宽带小型化圆锥单极天线，理论计算结果与测量结果吻合良好。     

单脉冲雷达天线测角精度分析

概述单脉冲卡塞格伦天线一馈线系统影响次级差方向图零点偏移与零值深度的各种因素。提出了将馈源两单元支路的振幅与相位不平衡影响从诸因素中分离出来,确定其不平衡程度的方法;文中所提出的一种关于馈源倾斜影响单脉冲天线性能的计算方法,可以说明影响机理,且结果简化;而关于卡塞格伦天线各部件偏移的等效分析,可用以简化当馈源或付反射器存在横向与纵向偏移时的次级方向图性能计算。全部结果均为适宜于工程估算的简单公式。最后简述卡塞格伦天线各部件偏移影响的比较准确的计算。由所计算的结果可以得出结论:哪一些因素影响是重大的,应予特别注意。由分析得知各因素影响结果之间的关系,因而可以通过整个系统的精心调整来提高总的测角精度。     

用于天线绕射计算的场相关法

本文系统推导了场相关定理的几种表达形式,指明了它们的应用条件,并介绍了一个应用实例。该例表明,用场相关法进行卡塞格仑天线副反射面的绕射改形是很有效的,在不修改主反射面情况下理论上已得到0.5分贝以上的口径效率改进。     

一种波束赋形相控阵天线的分析与设计

设计了一种水平面赋形、俯仰面扫描的一维相控阵天线,天线单元采用印刷振子．为了获得低副瓣,馈电电流采用泰勒分布．为了满足0.2°扫描步进指标要求,采用虚位技术,通过4位移相器实现9位移相器功能,简化了设备,降低了成本．测试表明: 在±15°扫描范围内,半功率波束宽度小于2.3°,增益大于25dB,副瓣低于-25dB,水平赋形方向图3dB波束宽度33°,满足设计指标要求．     

Ku波段高温超导天线阵列的设计

为提高微带天线阵列中馈电网络的效率,使用超导材料YBCO薄膜替代普通的铜制作天线的馈电网络。由于大部分超导材料的基底介电常数较高、Q值很大,造成天线带宽窄,采用口径耦合的方法拓宽天线的带宽,设计一款Ku波段的八元微带天线阵列,并用CST软件进行仿真与优化,在14~17.5GHz带宽内,天线阵列的S11-10dB,相对阻抗带宽为22.2%,最大增益为16.3dB,适用于卫星Ku波段上行通信。     

基于交替投影法的多波束反射阵天线设计

针对传统方法设计的多波束反射阵天线增益低、存在波束偏移等问题,通过将阵列综合理论中的交替投影法引入到多波束反射阵天线设计中,对相位分布进行精确求解,以提高天线性能.为验证其有效性,设计并制作了一副Ku频段、电尺寸为7.5λ0＆#215;7.5λ0的单馈源四波束反射阵天线.中心频率（12GHz）实测增益为19.1dB,效率为45.8％,带宽达到10.83％（11.2GHz～ 12.5 GHz）,仿真和实测结果较吻合.相比于传统方法设计的多波束反射阵天线增益提高2dB以上,副瓣电平降低4.5dB以上.结果表明交替投影法求解的相位分布更加准确,能有效提高多波束反射阵天线性能.     

平面印刷单极子天线频带抑制技术的应用

为克服无线通信系统间相互干扰,采用频带抑制技术对共面波导馈电圆形单极子天线进行改进,设计出一副具有双阻带特性的超宽带天线和一副用于无线局域网/全球微波接入(WLAN/WiMAX)系统的三频段天线.通过在圆形贴片底端加载两条多边形槽线,实现了3.29～4.00 GHz和5.29～6.00 GHz抑制频段的超宽带天线,阻带覆盖了WLAN/WiMAX应用频段.在三频段天线的设计中,综合采用五边形槽线、调谐枝节和扇形槽加载技术,对频带进行阻断和控制.实测三频段天线的工作频带为2.25～2.80 GHz、3.3～3.8 GHz和5.1～5.9 GHz,覆盖了WLAN/WiMAX系统的应用频段,并在其余频段具有良好的频带抑制特性.所设计的两幅天线均具有可调的工作频段,适合复杂环境中对无线通信系统相互干扰的抑制.     

Ku波段高效率功率可调空间行波管研制

伴随着卫星通信系统对可变且高效载荷的需求,空间行波管放大器将加速由单机专用模式向功率可调多任务模式发展。为解决功率可调空间行波管在不同输出功率条件下保持高效率的设计难点,针对某Ku波段螺旋线辐冷型空间行波管开展了功率可调高效率的研究。通过设计提高行波管在不同阳极电压下的电子效率、收集极效率和电子流通率,使Ku波段行波管在500 MHz工作带宽内连续波输出功率大于150 W,总效率大于68%,输出功率回退3 dB时整管效率大于60%。     

八毫米波标准卡塞格伦天线的测试研究

本文给出了关于八毫米波标准卡塞格伦天线的增益,方向图,及其交叉极化分量方向图的测试方法,并给出了有关的测试结果。     

光学天线光中比对外差效率的影响

本文采用光障比的概念,计算和分析了使用卡塞格仑中天线系统时,激光相干检测的外差效率。结果表明,均匀本振场时,在探测器半径R_o近似等于0.75倍信号场爱里斑半径R_A时,外差效率达到最大。使用天线比不使用天线对信号光场的到达角要求更严,其值差一个数量级。     

宽带高增益环形圆极化微带天线

为了展宽环形切缝微带天线的轴比带宽,设计了两款新型具有宽频带特性的单馈环形圆极化微带天线。通过在环形辐射贴片上开横向槽扰动贴片上的表面电流分布,激励两个幅度相等、相位相差90°的工作模式,实现圆极化波辐射。实验结果表明,圆形环和方形环圆极化天线的工作频段分别在3.74 ~ 3.98 GHz (轴比带宽约为6.2%)和3.80 ~ 4.04 GHz (轴比带宽约为6.1%)频段具有良好的圆极化特性,其轴比小于3 dB,且电压驻波比小于2。另外,在工作频段内,两款天线测试的峰值增益均大于10.0 dB。     

微带天线对高功率电磁脉冲响应的时域分析

为了研究电磁脉冲对微带天线的影响,在时域有限差分法基础上,引入导体边缘场分布函数,提出了一种导体边缘奇异性处理技术。该技术在不降低计算效率的情况下,保证了计算精度,得到了高功率电磁脉冲辐照下微带天线的响应。计算结果表明:入射高功率脉冲在微带天线内不但激励起天线的主模,还激励起一些高次模;随着入射脉冲在xoy面的投影与正x轴夹角的增大,时域上,响应电压均小于10 V,频域上,高次模逐渐减小,其频谱分布更集中于天线主模的谐振频率;随着入射脉冲与正z轴夹角的增大,时域上,响应电压逐渐减小,频域上,高次模逐渐增大,其频谱分布逐渐分散于高次模对应的谐振频率频段。