X/Ka双频段宽带极化扭转卡塞格伦天线设计

针对标准卡塞格伦天线因馈源口径、副反射面以及支杆遮挡而导致的增益较低和副瓣电平较高的问题,文中设计了一种极化扭转变形卡塞格伦天线,通过副反射面的波选择功能、主反射面的90°极化扭转功能最大限度地降低了副反射面及支杆的遮挡效应。针对主、副反射面结构复杂的情况,采用等效介电常数的方法简化仿真模型。首先,利用电磁仿真软件CST对副反射面的反射率和透射率、主反射面的极化扭转特性进行仿真分析。然后,利用电磁仿真软件FEKO对天线主、副反射面进行总体设计仿真优化分析。最后,实测的天线工作绝对带宽为2 GHz,上、下边频以及中心频点和方向图的副瓣均小于-20 dB,且实测结果与理论计算及FEKO仿真结果较为一致。     

基于反射阵技术的平面型副反射面设计方法

提出一种基于反射阵技术的平面型副反射面设计方法。根据双反射面天线的焦点变换关系,得到了平面型副反射面的相位补偿规律。采用开口环形单元设计了一种平面型副反射面,将初级馈源±20°的入射波束转化为照射角为±35°的散射波束。仿真对比了散射波束照射天线主面的口径效率。采用所设计的平面型副反射面,天线口径效率达到61.14%,与金属副面64.02%的口径效率相差无几。平面型副反射面采用印制板工艺制作,具有精度高和成本低的技术优势。     

W波段双极化单脉冲天线设计

为了探测目标的极化特性,研制了工作在W波段的双极化单脉冲卡塞格伦天线.天线由主反射面、副反射面、馈源喇叭、正交模耦合器及和差器组成.天线主反射面口径为137 mm,馈源为五喇叭形式,正交模耦合器采用渐变波导匹配方案,和差器通过平面型定向耦合结构实现.通过将馈源喇叭、正交模耦合器及和差器集成设计,减小了连接损耗,压缩了天线纵向尺寸.测试结果表明,天线驻波带宽约3. 7 GHz,极化隔离度优于35 dB,和波束增益大于37. 9 dBi,副瓣电平优于-15 dB,差波束零深优于-25 dB.天线在W波段实现了较好地双极化单脉冲性能.     

Ka/W双频共口径测云仪天线设计

针对毫米波雷达天线集成化问题,设计了一种基于共口径技术的Ka/W双频双极化卡塞格伦天线.天线口径为1.5 m,由主反射面、 副反射面和馈源喇叭组成.为保证双波段馈源的端口极化隔离和相位中心的一致性,采用了同轴结构的波纹喇叭,达到高增益、 高隔离、 低副瓣的目的.经暗室测试,天线增益在Ka波段和W波段分别达到53,60 ...     

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。     

X波段圆极化透射阵天线

设计了一种具有极化转换功能的圆极化透射阵天线单元。该单元具有3层结构,包括线极化接收贴片、地板和圆极化辐射贴片,通过旋转圆极化辐射贴片来实现相位补偿。采用该单元设计了一种具有极化转换功能的圆极化透射阵天线,并对其进行了仿真。仿真结果表明,在10 GHz处天线的增益和口径效率达到最高,分别为24 dBi和31%,天线的3 dB增益带宽为9%(9.6～10.5 GHz)。与一般的透射阵天线相比,该透射阵的焦径比仅为0.33,具有剖面低的优点。对该天线进行了加工和测试,测试结果与仿真结果基本吻合。     

可收拢展开的宽带双圆极化柔性薄膜天线

星载相控阵雷达因其平台的特殊性要求其天线具有大型轻质、可收拢展开的特点。设计了一种可收拢展开的宽带双圆极化柔性薄膜天线。天线各层均采用柔性薄膜材料制作,相邻层间为空气,因此天线整体为柔性可收拢展开。采用两相互垂直的"H"形缝隙和双层微带贴片结构,并结合3 dB电桥实现了宽带和高隔离度的双圆极化。仿真和测试结果表明,该薄膜天线单元两馈电端口驻波小于2的相对带宽约为36%,极化隔离度大于32 dB,并给出了天线单元双圆极化波瓣方向图的测试结果,其3 dB波瓣宽度为64°,天线单元增益为6.2 dB,并设计了天线小阵。     

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。     

H 形缝隙耦合双极化微带天线阵设计分析

设计并仿真了一种基于H 形缝隙耦合馈电,工作在u K 波段的微带双极化天线,并进行了4 单元平面组阵。4 单元阵实现的指标：驻波小于2 的相对带宽达到8.2%,双极化端口隔离度达-32dB,交叉极化达-23.5dB,方向图前后比 达-28dB,增益达到15dB,3dB 增益带宽达23.2%,并且两种极化下天线方向图有较好的一致性。天线采用多层结构,减 小了天线尺寸,并且两组馈电在不同夹层的设计使得进一步组阵变得便利,适应了双极化合成孔径雷达及抗多径干扰高 的移动通信系统的需要。     

一种新型微带馈电的圆锥喇叭天线设计

设计了一种微带馈电双极化喇叭天线。该喇叭天线的辐射层中心为一圆锥喇叭孔的金属波导材料,通过双层正交的三角形带状线馈电结构来实现双极化,最下层加入金属反射腔来抑制背向辐射,提高天线增益。利用HFSS电磁仿真软件对天线进行优化仿真,仿真结果表明,该喇叭天线在Ku波段上行(14.0～14.5 GHz)和下行(12.25～12.75 GHz)的反射系数VSWR均＜2,两个端口的增益均＞8 dB。该喇叭天线体积小,增益高,采用微带馈电的形式,适合作为Ku波段卫星地面通信系统的天线单元。