一种新型宽带双极化低剖面复合式阵列天线

提出了一种利用多种形式的辐射贴片阵元组成的复合式阵列天线。阵元采用了多种形式的馈电方法。部分阵元和馈电微带线直接连接馈电,其他阵元和馈电微带线采用电磁耦合进行馈电。通过优化辐射贴片的形状、对应的馈电方法、辐射贴片连接端的阻抗调节块、阵列单元之间的阻抗调节段,在宽频带内不但获得了良好的阻抗特性,也实现了期望的赋形辐射方向图。测试结果表明,该阵列天线高度小于中心频率的0.06个波长,相对阻抗带宽(驻波比小于1.45)和辐射带宽分别超过23%和17%。     

双极化方向回溯整流天线阵列设计与实验

提出了由双极化方向回溯Van Atta天线阵和差分整流电路组成的方向回溯整流天线阵,它能够避免接收波束未对准和收发天线极化失配而造成整流天线转换效率的急剧下降,使整流天线在宽入射角和任意极化时仍能保持稳定的直流输出.设计并测试了C波段2×2元阵列.实验结果表明,当入射波功率密度为3.43 mW/cm2时,双极化方向回溯整流天线阵列的垂直和水平极化端口归一化电压比大于0.8的入射角度范围分别为[-38°,38°]和[-31°,31°].当功率密度为4.32 mW/cm2时,两个极化端口均获得70.8%的最高整流效率.     

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。     

一种超宽带双极化阵列天线的设计

为满足超宽带无线通信应用需求,研究了一种超宽带双极化强耦合阵列天线. 阵元由两对相连印刷偶极子正交构成,结合Marchand巴伦与Wilkinson功分器构建的馈电网络,实现了平衡馈电、阻抗变换和带内共模谐振抑制等技术. 实验与仿真结果表明,该阵列天线可实现阻抗带宽1.5～4.0 GHz,E面波束扫描范围±60°,H面波束扫描范围±50°,并且天线结构简单,适合双极化宽角扫描相控阵天线系统的应用.     

一种双极化L波段微带阵列天线设计

本文介绍了一种双极化L波段微带阵列天线的设计思路和方法,该阵列单元采用H形缝隙耦合的双极化微带天线形式,阵列采用泰勒阵综合。对单元天线和阵列进行了优化设计,并制作了实物,给出了实测结果。研制的L波段阵列3d B波束宽度≤21.64°,在波束宽度内交叉极化电平≤29.76d B,两个极化的主波束效率≥95%。     

一种可用于5G点对点通信的宽频双极化阵列天线

本文设计了一款高增益宽频双极化天线。该天线采用多层辐射贴片的结构,拓展天线的带宽,并用一对正交分布的微带线直接馈电在辐射贴片上,增强天线极化隔离度,形成双极化特性。通过设计馈电网络,组成阵列后实现良好的带宽与定向辐射特性,并且具有良好的端口隔离度和辐射极化纯度。实测结果表明,小于-10dB的阻抗带宽为18.18%(5.0～6.0GHz),带内平均增益为15.5dBi,全频段端口隔离度小于-30dB,主瓣方向上的主极化电平与交叉极化电平相差40dB,带内增益波动小于3dB,具有良好的增益平坦度。该天线适合作为5G通信系统中的天线单元,具有实用价值。     

一种新型Ku频段宽带高增益双极化微带天线阵列

介绍了一种新型的Ku频段宽带高增益双极化微带贴片单元及96元阵列的设计。设计中单元采用层叠贴片天线结构,提高了单元的带宽和增益,两个极化端口采用分层馈电,其中水平极化端口采用共面馈电,垂直极化端口采用探针背馈。在馈电网络的设计中引入反向馈电技术,降低了交叉极化。仿真与实测结果表明：该阵列增益达到了26 dBi,口径效率约为51%,交叉极化电平小于-30 dB,水平极化端口相对阻抗带宽达11.3%,垂直极化端口相对阻抗带宽达13.7%,两端口隔离度高于40 dB.     

一种基于遗传算法的阵列天线方向图综合

基于排序的实数码遗传算法实现对阵列天线方向图综合,并对遗传参数作了一些改进.该算法使得搜索效率有很大的提高,有效避免了早期收敛.通过计算机仿真实验,该算法成功地实现了阵列天线的方向图综合.通过对阵列天线的阵元电流幅值进行优化,同样可以达到传统方法所能实现的效果.良好的仿真结果体现了遗传算法在阵列天线方向图综合中的优越性能.     

一种宽带双极化紧耦合偶极子阵列天线设计

提出了一种宽带双极化紧耦合偶极子阵列天线,单元采用全金属结构以满足大功率输入需求,渐变平行平板双线与短路柱的馈电结构设计可实现宽带阻抗匹配并移除共模谐振影响,针对紧耦合阵列的边缘截断效应提出了一种短接与差异化加载的阻抗调节方法,实现了在不额外加载哑元情况下的阵列边缘端口的良好阻抗匹配。有限大阵列仿真结果表明,在0.8～2 GHz工作频段内所有端口的有源驻波小于2.5,最大增益达到13.3 dBi,定向辐射性能优良。加工天线样品的测试结果与仿真结果吻合良好,证明了阵列性能的有效性。     

一种宽带双极化共享折合臂天线设计

针对L、S波段双极化信号宽带监测,提出了一种宽带双极化共享折合臂（dual-polarized shared-folded-dipole,DPSFD）天线. 天线采用宽度渐变振子臂和共享折合枝节结构,这种设计使天线的相对带宽由原来的57.8%拓宽到85.7%,并改善了天线高频段方向图分裂的问题. 理论和实验测试表明:天线在1.6~4 GHz频带范围内,电压驻波比小于2,典型增益为8.3 dBi,天线尺寸仅为最低工作频率对应波长的28%. 新设计的天线可应用于通信信号宽带双极化监测系统中.     

Realizable method of pattern synthesis for array antenna

The problem of realization of an arbitrary current distribution on an broadside array antenna derived from the theory of pattern synthesis is treated and some practical methods are proposed. In these methods, the input voltage of each antenna is transformed by a reactive transformer to take the required value. In one of the methods, experiments to yield Chebyshev patterns were performed and satisfactory results were obtained.     

新型强耦合宽带双圆极化阵列天线

空间飞行器由于受到动力和负载的限制, 需要尽可能使搭载的天线轻质小型化.文中提出了一种新型强耦合双圆极化轻质天线.天线单元采用H型缝隙耦合和增加寄生贴片方法, 提高了天线带宽.同时, 通过在辐射贴片、寄生贴片上开圆形槽, 以及金属反射板栅格化的处理, 明显地减轻了天线的质量.采用这种新型天线单元, 设计了8单元的宽带双圆极化阵列天线.仿真结果表明:该阵列天线的中心频率为433 MHz, 左旋和右旋圆极化的相对轴比(Axial Ratio, AR)带宽(AR < 3 dB)分别达到了24.4%和23.2%, 有效实现了小型轻质化宽频带双圆极化阵列天线.     

基于超材料馈电网络的全向双极化天线阵设计

为了减小对天线阵辐射特性的影响,提出并设计了一种平行平板传输线结构的超材料串联馈电网络,基于超材料传输线设计了零相移传输线,利用零相移传输线设计了串联馈电网络。基于该馈电网络设计了一种全向水平/垂直双极化4元天线阵。天线阵由4个全向双极化天线单元和2个超材料串联馈电网络组成。全向双极化天线单元由折顶偶极子天线和缝隙电容加载的零相移圆环天线构成。利用HFSS仿真软件对该天馈系统进行了仿真,结果表明,该天线阵的中心工作频率为3.5 GHz,最大增益为7 dB,交叉极化电平小于-35 dB,隔离度大于40 dB,不圆度小于±1.2 dB,满足5G通信对基站天线和多入多出天线的要求。     

一种星载阵列天线的高效波束赋形算法

随着有源相控阵和数字波束形成技术的应用, 低轨道卫星通信多波束阵列天线不仅可以形成同时多个固定的对地等通量低旁瓣赋形波束, 还具备了可以随着通信任务需求变化, 动态调整方向图形状的能力.但是目前常用的高性能波束赋形算法, 运算量较大, 收敛速度慢, 优化参数调整复杂, 无法直接应用于在线实时计算.针对上述要求, 提出了一种高效的迭代最小方差方向图综合方法.该方法采用方向图分区域加权逼近和方向图相位去约束技术, 在满足较高的主瓣赋形精度和旁瓣电平控制等指标要求的前提下, 具有迭代过程简单、优化参数少、算法稳健和运算量少等特点, 可以部分满足要求波束方向图动态变化的卫星通信系统权重系数在线计算的需要.     

基于液晶聚合物的双陷波可穿戴天线的设计

基于超薄液晶聚合物柔性材料,设计了一种满足无线体域网(WBAN)需求的双陷波UWB可穿戴天线。该天线由椭圆形贴片、锥形三叉戟共面馈线和梯形地板组成。通过分别在辐射贴片上蚀刻椭圆开口谐振环和在共面馈线上蚀刻n形槽以实现双陷波特性。该天线采用共面波导的馈电方式,具有良好的共面性,易于与载体共形。经网络矢量分析仪测试结果表明,该天线在3. 1~10. 6 GHz的超宽带频段内回波损耗小于-10 d B的同时,在4. 88~6. 15 GHz和7. 55~8. 51 GHz内拥有双陷波特性,可抑制WiMAX和ITU 8 GHz频段对系统产生的干扰。与以往的可穿戴天线相比,该天线厚度仅为0. 1 mm,且柔性可弯曲。此外,对天线在弯曲情况下进行测试,天线特性基本保持不变。     

一维液晶全息编码相控阵天线设计与实现

针对小型极化相控阵雷达精确信号目标探测应用背景,为降低传统T/R相控阵天馈系统设计及调试复杂度,满足低功耗、低损耗、低成本制造、轻薄等应用需求,提出了一种液晶全息编码相控阵天线.主体采用小型化全息辐射单元、慢波结构、平行板波导馈电系统构成的一维全息电控扫描相控阵天线,利用成熟液晶面板制造工艺,通过控制全息辐射单元下方液晶分子的偏转状态调节天线谐振频点,组成全息编码相控阵天线.天线结构通过仿真优化确定,并在实物加工和测量基础上通过全息优化算法及电压灰度控制降低由耦合作用引入的副瓣性能恶化度,用梯度递减的搜索算法结合适当的目标函数优化算法实现方向图的最优控制.实测结果表明,该天线的波束扫描角度达到±49°,经过算法优化后,波束指向角准确度改善3°,旁瓣抑制电平改善1.7 dB.     

Arbitrary antenna array pattern synthesis using minimax algorithm

A novel approach to arbitrary array pattern synthesis is proposed. It is based on the minimax algorithm originally developed for mismatched filter design for radars with pulse compression. The proposed approach allows the user to define the pattern mainlobe beam width and the sidelobe envelope shape     

一种弹载宽带圆极化天线阵设计

本文设计了一种工作于X波段的弹载宽带圆极化四元阵.该阵列天线以印刷八木天线为基本单元,围绕导弹均匀布置,组成旋转对称的十字型结构.4个馈电端口的相对相位依次为0°、90°、180°和270°.利用镜像原理,使得单元天线尺寸减小了一半,实现了小型化,便于与载体共形.测试表明,该天线阵在整个X波段内回波损耗小于-10 dB,极化轴比基本小于3 dB,主辐射方向指向导弹正前方,平均增益为4.5 dB,满足设计要求,这与仿真结果较为一致.     

三频双圆极化北斗天线的设计

设计了一款新型的小型化多频段圆极化北斗天线。天线采用双层层叠结构设计,上层天线采用矩形贴片切角开缝的方法,实现北斗系统L频段的左圆极化;下层天线利用复合左右手传输线结构进行设计,通过在矩形贴片中间位置加入非对称十字和直角折线槽结构,同时在四角位置加入90o折线结构和金属过孔,实现北斗系统B1频段、S频段以及GPS L1频段的右圆极化。天线尺寸为39 mm×39 mm×6.8 mm。仿真结果表明该天线各项指标均满足北斗系统对天线性能的要求。     

Ka频段双圆极化相控阵天线设计

设计了一个8×8的Ka频段双圆极化相控阵天线。该天线单元采用正交缝隙耦合馈电的多层贴片微带天线,并由一个小型化宽带3 d B枝节电桥实现双圆极化。为提高天线圆极化性能,依次旋转天线单元,形成2×2双圆极化天线子阵。以天线子阵为基础,扩展成8×8相控阵天线。HFSS仿真结果表明,天线在方位360°俯仰±60°范围内进行双圆极化扫描,轴比小于3 d B,且轴比带宽达30%。该研究结果可应用于卫星通信的双圆极化相控阵天线的设计。