X波段Vivaldi天线阵列互耦研究

利用有源方向图法对X波段Vivaldi天线阵列互耦问题进行了分析,提出了加载DGS结构的Vivaldi天线阵的去耦方法,分析了互耦对阵列天线方向图增益、波束宽度、副瓣电平等特性的影响.理论分析和仿真结果表明,该方法可以有效地减小Vivaldi天线阵列的耦合,对天线阵列设计有一定的实用价值.     

一种新型超宽带对跖Vivaldi天线

设计了一款新型超宽带对跖Vivaldi天线。该天线介质板两侧采用相同的金属辐射贴片结构,并在主轴方向加载梯形介质基板,进而改善了天线的电场分布,将电场有效地约束在主轴辐射方向,从而提高了天线的定向辐射特性。实测结果与仿真结果基本吻合,该天线在2.5~40 GHz频率范围内电压驻波比小于2,增益为1.8~8.9 d B。此外,E面方向图保持良好的对称性,增益峰值偏移现象得到明显抑制,具有辐射方向性好、增益高、主瓣宽度窄、交叉极化比小等优点。     

双平板天线的微带天线阵设计

为提高微带天线的整体性能,设计了16元矩形微带平面天线阵。该天线阵采用串并联馈电网络,辅以四级四功分器对各微带阵元同相馈电,保证馈电幅度、相位为等幅同相。利用阻抗变换对天线阻抗加以匹配,并以4×4均匀平面阵,确保天线发射场的方向垂直于天线阵平面。CST仿真结果表明：要求频率内,16元矩形微带平面天线阵的回波损耗在10dB以下,z轴的方向性良好,最大增益可达15．89dB,满足天线的性能要求。     

一种对踵型Vivaldi超宽带天线设计

为了提高传统Vivaldi天线低频段的前向辐射增益,设计了一种尺寸为96 mm×50 mm×1.5 mm的对踵型Vivaldi超宽带天线.该天线通过在其底层增加了一个矩形地板,并将其介质基板在x和y轴上分别向外进行一定延伸来提高辐射特性.最后,利用仿真和实测相结合的方法进一步验证了设计的可靠性.结果表明,该天线的最高增益超过8 dB,具有良好的阻抗匹配特性,而且在3～12 GHz的频带范围内方向图特性良好,可以实现超宽带传输.     

一种新型高增益贴片天线阵的研制

利用光子晶体可以抑制基板表面波传播来提高天线增益的基本思想,改进设计了一种高增益多层耦合贴片天线.天线采用悬置耦合馈电方式,使馈电电路与辐射元分离,减小了馈电电路对辐射元性能的影响,从而便于在阵列中的应用,同时,通过在覆盖层加载基底钻孔型PBG结构,使单元天线增益可以达到11.54 dB,相比普通单层微带贴片天线,增益提高了8.68 dB.在此基础上,采用均匀等辐并联馈电网络,实际制作并测试了一个4×4元高增益微带贴片平面天线阵.测试结果表明:天线阵在12.0-13.0 GHz的频带内均满足驻波比小于2.0(VSWR<2.0);在中心频率12.5 GHz处,天线阵增益可以达到22.23 dB,副瓣电平小于-13.5 dB,相对于普通4×4元微带贴片天线阵,增益提高了近一倍,这样的结构在平面天线阵小型化领域应用前景广阔.     

平面螺旋天线圆形阵列及其测向性能研究

分析仿真了单个平面阿基米德螺旋天线阵元的辐射特性,在此基础上,研究了由该天线为阵元构成的8单元圆形阵列方向图特性,相比于全向阵元构成的8单元圆阵,平面阿基米德螺旋天线阵列可以有效地降低副瓣电平,改善阵列方向图特性。最后讨论了基于MUSIC算法的该阵列测向性能并给出了仿真结果。     

新型微带馈电线缝隙天线阵的设计

设计了一个用于无线移动通信的波束可调 4缝隙漏波天线阵。通过简单地改变天线阵缝隙间馈电线的长度 ,很容易得到所需要的主波瓣方向。采用了大漏波缝隙以提高天线的增益。实测数据与数值仿真结果吻合较好 ,显示了该天线阵具有良好的辐射效率     

一种强互耦阵列天线的校正方法

Vivaldi天线因具备优异的宽带扫描性能,被广泛应用于雷达、无线通信、测向系统等领域.由于Vivaldi天线单元组阵后存在强电磁耦合作用,使阵列方向图失真引起波束指向偏差,影响测角精度.针对相控阵天线单元间由于互耦引起阵列方向图失真,导致阵列天线波束指向产生偏差这一问题,提出了一种基于最小二乘互耦矩阵的相位校准方法对波束指向进行校正,最后采用了一组X波段的16单元Vivaldi阵列天线进行仿真实验.仿真实验结果表明,针对Vivaldi天线阵列在强互耦情况下波束指向存在偏差这一问题,该校正方法可以对该阵列天线波束指向偏差进行有效校正,为工程应用奠定了理论基础.     

自适应天线阵抗宽带干扰性能分析和定量计算

该文分析自适应天线阵抑制宽带干扰的性能。用最小输出功率准则和方向约束条件,计算阵列增益和干扰抑制制度等性能指标。给出方向误差与阵列增益关系的计算数据,并作出了阵列波束图和频率传输特性曲线。     

一种小型化树杈形缝隙Vivaldi天线的设计

设计了一种3.4~7.6 GHz频段的超宽带高增益低交叉极化的小型化Vivaldi天线。该天线是在传统Vivaldi天线基础上引入树杈形缝隙结构设计而成的新型Vivaldi天线。通过在辐射片引入树杈形开缝结构,改善了天线表面的电流,使其汇聚于缝隙附近,从而提高天线的辐射性能,改善天线的阻抗匹配特性,展宽天线带宽。仿真结果表明该小型天线在3.4~7.6GHz的频率范围内驻波比小于2,以5.4 GHz为中心频点的有效带宽达到4 GHz,在中心频点5.4 GHz增益为6.2 d B且交叉极化低于-20 d B。天线的尺寸仅为30 mm×30 mm。在此基础上加工并制作了天线样件,实测结果和仿真吻合良好,可以应用于无线通信系统中。     

相控阵雷达多通道天线方向图建模与仿真

相控阵雷达天线方向图建模是相控阵雷达系统建模仿真中的关键技术之一.本文从理论上分析了天线方向图函数,提出了一种相控阵雷达多通道天线方向图建模与仿真算法.基于相控阵天线的矩形平面模型,我们通过配置不同的天线阵元矩阵参数,最终获得了不同通道的天线方向图.文中的算法不仅能够较为便捷地获取常规的和差通道天线方向图,而且能够获取其它任意通道天线方向图.仿真结果验证了建模方法和数学模型的正确性.     

准自适应波束形成法及其仿真

为解决智能天线中自适应波束形成算法复杂且难以实现的问题,提出一种准自适应波束形成法.基于均匀分布天线阵方向性图主瓣最窄、二项式分布天线阵在阵元间距为λ/2时方向性图无副瓣的特性,将均匀分布和二项式分布天线阵的方向性函数相乘并展开,得到主瓣窄、副瓣低的天线阵加权系数的计算公式.仿真结果表明,该算法计算量小,所得天线阵方向性图主瓣窄、副瓣低,基本能抑制主瓣之外的所有干扰,且其主瓣指向并跟踪期望用户来波方向,具有准自适应性.     

基于HFSS的4元平面微带阵列天线的设计

以微带阵列天线的空腔模型分析法为基础,完成了LS波段的4元线极化微带阵列天线的设计。利用HFSS仿真软件构建了阵列天线的物理模型．利用HFSS宏定义优化了天线的尺寸参数．通过数据后处理得出了驻波比、反射系数、增益方向图和电场方向图等曲线。仿真设计结果表明．该4元微带阵列天线各项性能良好,满足天线工程的需要。     

一种用于电子战诱饵的宽带宽角迭层微带天线

该文介绍了一种用于电子战诱饵中的宽带宽角迭层微带天线,为了展宽天线的带宽,采用双层圆形贴片电磁耦合天线,通过了有限接地板对双层圆形贴片电磁耦合天线辐射方向图影响的实验研究,成功地解决了展宽这种天线辐射方向图的问题,结果表明该天线的电性能指标（包括增益,输入驻波比,带宽和方向图）和结构都满足了使用要求。     

1．8GHz微带平衡巴伦馈电印刷偶极子天线

为实现天线的小型化,借助ADS2009电磁仿真软件,设计了一种1．8GHz微带平衡巴伦馈电印刷偶极子天线。样机测试结果显示,该天线相对带宽为15．54％,增益为2．16dB,输入阻抗为49．37＋j1．605n,3dB波瓣宽度为78．8°。实测特性阻抗、回波损耗特性、E面水平极化方向及Ⅳ面垂直极化方向等电磁辐射性能与仿真结果基本相符。该天线可独立使用,或作为大型天线阵的辐射元。     

基于遗传算法的圆柱共形微带天线阵的综合

针对基于梯度信息的经典阵列天线的综合方法一般不能直接应用于共形天线阵的综合,文章采用遗传算法,以圆柱共形微带天线阵为例,进行了共形阵波束形成的研究。提出了根据目标方向图,通过构造特殊适应度函数的方法达到优化目标。计算机仿真结果表明,遗传算法对共形天线阵方向图的灵活控制简便有效。     

对数周期天线阵波束形成的最优激励研究

文章利用微波网络理论与矩量法相结合,系统地分析、计算了对数周期天线阵的输入阻抗、增益及方向特性,并在此基础上对任意波束指向和最大输出功率下,天线阵的最优激励进行了详细分析,所得结果对天线阵的合理布局及超视距通信系统的设计具有指导意义。     

基于相位交织的相控阵雷达通道幅相误差在线监测和校正方法

针对相控阵雷达天线通道间存在幅度和相位误差,使得天线系统性能恶化的问题,该文采用一种相位交织算法实时提取一维相控阵雷达天线阵元幅度相位值,实现了天线性能在线监测和校正;并利用提取的阵元幅相信息形成方向图,根据波瓣统计特征,对天线性能进行评估。仿真和试验数据验证了该文方法是有效可行的。     

应用于数字电视系统的双极化Vivaldi天线

本文提出了一种具有高端口隔离度的双极化正交Vivaldi天线.在没有电流接触的情况下,以十字形交叉的形式将两个Vivaldi天线正交放置来实现双极化天线结构.为了满足低端带宽要求,同时改善低频辐射特性,提出了一种新颖的指数渐变槽边缘(ETSE)结构.两条微带馈线用于实现每个极化端口的独立馈电.测试结果与仿真结果吻合良好.所提出的天线实现了-10dB的回波损耗带宽为470-794MHz,并且在正交方向上显示了稳定的辐射性能.测试显示两个极化之间的隔离度优于25dB,并且在工作频带上的增益在1.57至7.18dBi之间.所提出的天线可以用于数字电视(DTV)系统.     

基于粒子群优化算法的天线方向图综合研究

空间多路复用天线阵技术是第四代移动通信网采用的抗干扰关键技术.其核心技术包括天线阵方向图综合技术,目前各种算法均存在计算量大和收敛速度较慢等缺点,如何提高系统性能成为一个重要课题.本文阐述了基于粒子群优化算法的天线方向图综合技术,对PSO的参数设置进行了改进,提出了边界溢出的具体解决方法,并进行了仿真实验.理论分析及仿真结果表明,与目前其它方法相比,该方法具有简单、计算量小、容易实现、没有许多参数需要调整并且稳健性好等优点,有较强的实用性.