基于最小二乘法的平面波综合

将最小二乘法引入近场天线测量中,提出了一种新的平面波综合方法。以半波对称振子组成的矩形平面阵作为平面波综合的理论模型,用这一新方法寻求阵列单元的最佳幅相分布,以使所综合出的准平面波质量最好。计算结果表明在待测区域大小一定的条件下,利用本文方法可以实现较传统方法更小的探头阵列要求。良好的仿真结果证实了该方法在天线测量及散射测量应用中的有效性。     

阵列天线在UXB系统标校中的应用

测量船基地现有标校塔与测量船距离只有980 m,无法满足高频段统一X频段（UXB）系统天线的远场标校距离条件。针对这一难题,提出了一种利用阵列天线合成准平面波的方法,实现在近场距离条件下的远场标校。在现有标校塔上架设安装阵列天线设备,利用16个单喇叭天线组成4×4的天线阵,并通过控制单个喇叭天线元的幅度和相位,使得传播到测量船UXB天线口面处由阵列天线合成的电磁波是准平面波,满足X频段天线远场标校要求。综合运用最优化理论和遗传算法,对阵列天线元的幅度和相位权值进行调节和优化,使得合成的电磁波更为接近准平面波。计算机仿真实验和外场条件下的实际测试均验证了该方法生成的准平面波能够满足UXB天线远场标校要求。     

几种常见星载有限扫描天线的方案比较

本文对应用于同步轨道的几种常见星载有限扫描天线（相控阵馈电的共焦双透镜天线、相控阵馈电共焦双反射面天线、组合馈源激励的双反射面天线和直射相控阵天线）所需单元或馈源数目进行比较,结果发现：在服务区不出现栅瓣条件下,它们所需的单元或馈源数目基本上是一样的。这一结论对星载有限扫描天线方案的选取有着非常重要的指导意义。     

平面波谱恢复算法在平面近场测量中的应用

介绍用于天线平面近场测量的一种近远场变换新算法。该法利用被测天线的平面波谱和口径场幅相分布之间的关系,以及天线口面的约束条件,用G-P迭代算法从平面波谱的置信谱域部分恢复出置信谱域外的平面波谱。这种方法减小了较小截断角下有限扫描面对测量精度的影响,并提高了天线近场测量的效率。     

人体受到电磁辐射的仿真研究

基于可变网络的时域有限差分法,仿真了暴露于900MHz移动通信基站天线远区场中的人体和移动电话天线近区场中的人体头部电磁模型中产生的比吸收率分布,分析了基站天线和手机天线辐射对人体的影响。以理想点源天线作为基站天线,在人体正前方入射频率为900MHz的正弦平面波,仿真结果显示,人体在基站天线照射下的平均SAR值符合国际卫生部标准;以900MHz单频PIAF天线作为手机天线置于高仿真人体头部1cm处,仿真结果与环保标准比较,人体头部受到的照射剂量远低于安全标准。     

Simulation in human body caused by electromagnetic

基于可变网络的时域有限差分法,仿真了暴露于900MHz移动通信基站天线远区场中的人体和移动电话天线近区场中的人体头部电磁模型中产生的比吸收率分布,分析了基站天线和手机天线辐射对人体的影响。以理想点源天线作为基站天线,在人体正前方入射频率为900MHz的正弦平面波,仿真结果显示,人体在基站天线照射下的平均SAN值符合国际卫生部标准;以900MHz单频PIAF天线作为手机天线置于高仿真人体头部1cm处,仿真结果与环保标准比较,人体头部受到的照射剂量远低于安全标准。     

紧凑天线测试埸设计考虑

众所周知,测量天线方向性图时必须满足一个基本条件,即被测天线所接收的电波应是一个平面波。实际上,作为波源的天线,它所辐射的电波在远区常是一个球面波。为了取球面波的一部份去逼近平面波,波源天线与被测天线之间的距离要求很大,通常为30～1000米。确定距离的原则是,在被测天线口径上,中心与边缘处的场的相位差至少小于π/8。于是根据简单的推导可得测量天线与波源天线之间的最小距离为     

一种平面超宽带天线的优化设计及其分析

用时域有限差分法与遗传算法相结合的方法优化出一种异形单极天线,根据优化结果制作了天线。并对该天线进行了软件仿真与实际测量。三种方法比较分析,其结果基本一致;这种天线驻波比小于2.5的相对带宽超过100%;最后从频域的角度对天线的辐射特性进行了分析,结果表明所设计的天线在所需的频带内的方向图变化不大。     

航管二次雷达发射天线方向图综合

该文介绍航管二次雷达(SSR)发射天线方向图综合的新方法,这种方法以有源相控阵天线为基础。利用带底座的Cosine口径幅度分布综合出所需的定向方向图,辐射用于询问的P1和P3脉冲。在上述口径幅度分布基础上,利用驻相法获得所需的口径相位分布以综合出方位上全向的方向图,辐射用于询问旁瓣抑制(ISLS)的P2脉冲。省去了单独辐射P2脉冲的天线和相应设备。     

反射面天线与相控阵天线时域响应的比较

天线按照指定的频率和极化方式，以主波束特定的指向辐射平面波，然而脉冲的时域响应将取决于天线结构的设计，本对反射面天线与相控阵天线主瓣主副瓣的时域响应进行比较。     

反射面天线和相控阵天线时域响应的比较

设计天线是用于在特定的主波束方向上，以给定的极化和频率辐射平面波。然而，时域脉冲响应将随着天线的结构设计而变化。本文比较了相控阵天线和反射面天线的主波束和副瓣时域谱响应。     

基于Gerchberg-Papoulis算法的平面近场截断误差修正方法研究

在平面近场天线测量中,有限扫描面截断是影响测量精度的主要误差源之一,找到解决截断误差的方法是天线测量的研究重点之一.文中将平面近场天线测量中由有限区域内的场求平面波谱的过程抽象为带限函数外推的数学模型,从实际测量中的近远场变换理论出发,论证了GP（Gerchberg-Papoulis）算法应用在平面近场测量中在理论上是切实可行的.将GP算法应用在平面近场天线测量中,并分析了不同迭代次数算法的修正情况.结果表明,随着算法迭代次数的增多,可信角域外计算方向图与理论方向图差别明显减小.因此,本文的方法能够明显减小平面近场测量中截断误差的影响.除此以外,还分析了误差对算法收敛性的影响,结果表明,误差对算法修正效果影响较大.     

基于SIW的多波束CTS阵列天线设计

文中设计了一款基于基片集成波导(SIW)的毫米波高增益多波束连续横向枝节(CTS)阵列天线,它通过切换馈电端口实现多波束功能。该天线整体结构简单,采用印刷电路板工艺实现。天线主要包含馈电喇叭、平面波转换结构以及辐射结构三个部分,由三层基板构成。馈源为基于SIW的馈电喇叭,并在口径处添加匹配结构以提高其辐射性能;平面波转换结构由SIW抛物面和渐变耦合槽组成,可将馈电喇叭辐射出的柱面波转换为幅度服从泰勒分布的平面波进而为CTS阵列馈电,因此天线具有低副瓣的特性;辐射结构为1×8的CTS阵列,通过优化缝隙宽度以保证每个单元辐射出相等的能量。天线工作在30 GHz,通过切换馈电端口可在±20°范围内实现波束切换,天线测试结果与仿真结果吻合,验证了设计的合理性。     

一种宽带螺旋天线的设计

提出了一种宽带螺旋平面天线。通过共平面波导绕成的天线,使得天线和馈入网络在同一平面上,能利用印刷电路板技术制作。仿真和实测结果显示天线具有良好的圆极化和宽频带特性,在频段2.5GHz~9GHz上实测反射损耗小于-10dB。     

Ku波段电磁聚焦相位梯度超表面设计

针对超表面在电磁聚焦透镜方面的应用,基于环形单元设计了一款应用于Ku波段的多层相位梯度超表面,并探讨了其在提高天线增益方面的应用。结合相位梯度原理,用环形单元构建了焦距为40 mm、单元数为13×13、尺寸为104×104×5.54 mm3、焦径比为0.38的超表面电磁聚焦透镜。研究结果表明,垂直入射的平面波在焦距处横截面上的3 dB焦斑直径约为17 mm,0°~15°角度入射的平面波聚焦性能稳定。另外,该超表面透镜的加载可使微带贴片天线辐射的球面波有效转化为平面波,在天线远场形成定向辐射,提高天线的增益。     

编者按语

天线阵列是一类由许多天线单元规则或随机排列并适当激励获得预定方向图的特殊天线。为满足不同天线阵列方向图的要求,通过某种手段,获取天线阵列理想口径分布的过程,即为天线阵综合。经典的可用解析式表示的口径分布有Taylor、Chebyshev、Hamming、Gauss和余弦分布等等,也可用各种数值方法获取所需的口径分布。     

基于容量和发射机预调零的全双工天线位置优化研究

同时同频全双工系统中,考虑直射路径自干扰信号抵消,通常采用发射机天线预调零技术,但是该方法不仅会降低远端接收机的信号功率,还会形成零陷区域。产生此问题的主要原因是没有考虑本地接收机天线工作在发射机天线的近场区域,而采用平面波模型进行设计。因此该文采用具有更高自由度的球面波模型,在保证发射机预调零的情况下,以零陷区容量最大化为原则,优化本地接收机天线位置,给出了最优位置的求解方法。仿真结果表明,在保证预调零的情况下,能够减小零陷区域功率衰减值;当发射机天线间隔为半个波长时,与平面波优化方式相比,零陷区系统容量随着信道相关性增加而有一定增加。     

平面波在任意磁化方向旋磁媒质中传播时的极化特性

在铁氧体基片平面电路和发射天线中必须研究平面波在任意磁化方向旋磁媒质中的传播。这时平面波的特征波为ＴＥ波,其磁通密度、磁场、电通密度、电场的极化是不相同的,磁场的极化方向为左、右椭圆极化。     

基于相位梯度超表面的高增益天线设计

根据广义Snell 反射定律,相位梯度超表面可在其表面形成额外的平行波矢分量,从而对电磁波的反射进行调 控。如果构成反射超表面单元的相位差按照抛物面分布,那么就可以实现对垂直入射电磁波的聚焦;相反,在超表面焦点处放置 辐射球面波的馈源,球面波经超表面反射可以得到平面波,从而提高馈源增益。本文基于有相位梯度的单元,设计了由13×13 个 单元构成的二维反射相位梯度超表面,并在其焦点处放置贴片天线,构成反射面天线。仿真和测试结果都表明,贴片天线辐射的 球面波经超表面反射后得到了平面波,天线的增益达到20 dB,比贴片天线提高了11.7 dB。     

基于相位梯度超表面的高增益透镜天线设计

针对汽车雷达系统对长距离目标探测需求,完成了一款小尺寸、高增益的透镜天线设计。通过相位梯度超表面结构对透射电磁波的相位进行补偿,将馈源辐射的准球面波变换为准平面波,从而实现天线增益的显著提高。仿真结果表明设计的超表面结构对垂直入射的平面波具有良好的聚焦效果,透镜天线的平面尺寸仅为14.4 mm×14.4 mm,在77～81 GHz频率范围内天线的增益均大于17.5 dB,最大增益能够达到18.25 dB。与未加载超表面的天线相比,该天线的增益在工作频率范围内平均提高了约10 dB。与其他车载雷达天线相比,该天线尺寸更小,结构更加简单,能够更好地集成在车载雷达系统电路中。