S波段气象雷达天线馈线设计与测量

馈线是雷达系统的重要组成部分。介绍了S波段8.54m天气雷达天线馈线的基本特性,提出了S波段天气雷达天线波导馈线的设计方案,论述了其设计原则及性能估算方法。最后,描述了波导馈线插入损耗和电压驻波比的测试原理和方法程序,给出了S波段8.54m天气雷达天线馈线插入损耗和电压驻波比的实测结果,测量结果满足理论设计的技术要求。     

微波驻波比的测量

驻波比的测量是微波测量技术中最基本和最重要的内容之一.电压驻波比的定义是,波导中驻波波腹和波节的电场强比,即ρ=(Emax)/(Emin)(1) 测量驻波比的方法主要有下列几种     

波导铁氧体移相器和鳍线铁氧体隔离器的匹配设计和实验研究(英文)

E面电介质片或铁氧体片加载结构是波导铁氧体器件(例如移相器和鳍线隔离器)的一种常见结构。本文发展了E面部分加载器件的一种等效理论。E面加载结构可等效成充满均匀等效电介质的波导管。给出有关填充因子、有效介电常数、约化波阻抗和约化波导波长的理论公式。进行了波导铁氧体移相器和鳍线铁氧体隔离器的匹配设计。X波段的实验研究表明,在10％频宽内,VSWR<1.25(波导移相器)和1.5(鳍线隔离器)是能够实现的。设计与实验有良好一致。     

地物的毫米波段介电常数之测量

研究地物物质的辐射率和反射率,物质的介电常数是必要的参数。根据地物的特点及对各种测量方法的分析,决定采用终端短路线法,但在毫米波段,由于波导截面小,其样品长度的测量精度差,因而影响测量结果的精确性。故而对终端短路线法进行改进。本文用渐变波导的原理,将样品波导段的截面加大为毫米波段波导截面的九倍,从而提高了测量的精度。用此方法对于地物的毫米波段介电常数进行测量。测量结果与微波辐射率仪测出的结果进行比较,两者是符合的。     

宽带同轴波导转换器的设计

本文在对阶梯阻抗变换器理论深入研究的基础上,对阶梯阻抗变换器结构进行了综合设计,并成功应用于宽带同轴波导转换器的设计中,使其频率范围扩展到40GHz～60GHz,驻波比小于1.17。     

用于相控阵雷达的新型铁电移相器

研制了一种用于相控阵雷达的新型铁电体陶瓷移相器.利用四级阻抗匹配技术有效解决了铁电体陶瓷移相器中高低介电常数材料间的匹配问题,设计出了移相器的整体结构.研制出了BST基铁电体陶瓷材料,其介电性能的静态介电常数为98～100(3.2 GHz)、高频损耗为0.004 7(3.2 GHz)、调谐率约为15%(E=5 kV/mm).利用上述材料实现了铁电移相器的制备.实验结果表明:当外加偏置电压为12 kV时,该移相器可实现360°相移,在10%带宽内驻波比小于1.35,移相器损耗小于3.5 dB,功耗小于0.4 W.     

返波管中反射性质的研究

本文利用微波网络理论和慢波系统的特性,对返波管的高频线路中的反射性质进行了分析,得到了端点反射系数的近似表示式;研究了外观驻波比与这些反射系数的关系,指出了用冷测驻波比的方法确定端点反射系数的可能性;进行了初步的测量,实验验证了理论分析的正确性。     

用于非规则波导传输特性分析的高效坐标变换法

针对传统数值方法在非规则波导的数值计算中存在边界处理复杂、计算效率低等问题,提出了一种高效分析非规则波导传输特性的坐标变换法。首先根据变换函数,将非规则截面区域映射为一个简单的规则截面区域,为保证变换前后Maxwell方程组满足形式不变性,变换后的规则截面区域需填充适当的各向异性媒质,媒质参数由Jacobian变换矩阵确定,由此将非规则截面波导转化为一个与其等效的规则截面波导;其次借助有限元法对简单的等效规则波导进行求解,可有效降低边界处理算法的复杂度和剖分网格密度,提高数值计算效率。对椭圆波导和矩形脊波导的计算结果表明,使用该方法能够在保证足够计算精度的同时,节省计算资源达50%以上。     

方形波导的分束特性

该文对方形波导的自成像特性进行了理论分析与探讨,并借助于数值方法模拟了基模高斯光束入射情况下的分束特性.结果表明:在二分之一自成像周期截面具有移位即反像特性;同时方形波导可以成个自成像.     

变截面声波导管等效电路研究

从特殊波动方程出发,推导出有限长变截面波导管统一的T型等效电路,并依据电路分析理论,给出阻抗转移公式.最后,讨论了指数形波导管的阻抗特性,分析了输入阻抗与负载阻抗之间的关系.结果表明,应用此公式对不同形状波导管进行分析和设计比其他方法更为简便.     

圆波导结构截止频率的时域分析法

本文提出了一种修正的适合于研究圆波导结构的ＦＤＴＤ分析方法，用于求解此类波导结构ＴＥ０ｎ和ＴＭ０ｎ模式的截止频率和场分布，有杉此方法可将这类三维问题在一维空间中加以处理，大大提高了计算效率和减少存贮量，本文对各类典型圆波导结构的截止频率进行了计算和分析，同时分析了网格剖分对计算结果精度的影响，并与已知的理论结果和其它数值方法的计算结果进行了比较，证实了这一方法的可靠性。     

C波段宽带垂直式旋转关节的设计

分析了波导一同轴型旋转关节工作,进行了C波段旋转关节的研制。其性能达到在5％频带内驻波比s<1.11,在10％带内驻波比S<1.25,插入损耗β<0.3db,功率容量脉在冲功率230kw时无打火等现象。     

槽波导剩磁移相器的匹配计算

该文给出了槽波导剩磁移相器的匹配计算式,并计算了典型常用结构的λ/4变换器的归一化曲线。实验表明,这些曲线对工程设计有参考价值。     

E面双支节终端短路波导匹配的研究

传输线上的功率传输与驻波系数ρ有关,当传输线上出现驻波,功率容量将减小ρ倍。传输线的阻抗匹配,对于微波系统和微波元件的设计非常重要。本文描述了E面双支节终端短路波导匹配的方法,应用史密斯圆图,理论分析双支节匹配,对波导传输线进行阻抗组合的匹配方法。     

一种用于TD-LTE电调智能天线的宽频移相器

针对TD-LTE系统中对电调智能天线的性能受移相器制约的问题,提出一种用于TD-LTE电调智能天线的宽频移相器。该移相器通过介质滑动来改变相位,通过局部阻抗匹配保证介质滑动过程中各支路阻抗的小幅波动,实现稳定的功率分配。仿真和实测结果表明,该移相器可同时工作在F（1880 MHz-1920 MHz）, A（2010 MHz-2025 MHz）,D（2555 MHz-2635 MHz）3个频段,电压驻波比（voltage standing wave ratio, VSWR）小于1.2,传输系数波动不超过±1dB,在最大相移时,相位离散性小于10%。     

一种Ku波段波导旋转关节的设计方法

波导旋转关节是微波领域需要经常用到的微波器件,本文简单介绍了圆波导旋转关节的基本原理及其计算设计方法,然后结合理论计算公式设计了一个Ku波段旋转关节,通过仿真软件HFSS对该设计模型进行了仿真优化。仿真结果表明该旋转关节性能优异,满足工程使用要求。     

高功率矩形波导可调衰减器的仿真设计与实验

为了满足微波化学反应对功率可变的要求,设计了高功率可调衰减器.利用HFSS软件计算了衰减器外壳形状和宽度对衰减量和电压驻波比的影响,得到了最优结构尺寸的高功率可调衰减器.按照仿真得到的最优结构尺寸,制作了高功率矩形波导可调衰减器.衰减器实测的最大衰减量为8.6 dB.衰减片插入波导的深度小于40 mm时,电压驻波比均小于1.1,此时最大衰减量为5 dB;插入波导的深度大于40 mm时,电压驻波比有所增加,最大值为1.55,此时最大衰减量达到10.3 dB.仿真结果与实验结果一致.     

采用偏心铁氧体的宽带E面T结波导环行器

为展宽E面波导结环行器的带宽,同时实现设备的小型化,提出在E面T结波导环行器中非对称放置铁氧体圆盘的方法,同时给出近似计算.利用HFSS9进行仿真,研制了3cm宽带波导环行器.测试结果表明,与以前的E面T结环行器相比,能够在更宽的带宽(9.15~9.85 GHz)内满足实际需求(驻波比<1.2,隔离度>20dB,插入损耗<0.3 dB).     

等截面声波导管的等效电路研究

依据电传输线理论和声电类比原理，推导出了管中为平面波时有限长均匀截面声波导管的等效电路，并通过等效电路分析法推导出了其阻抗转移公式，讨论了波导管输入阻抗与负载阻抗之间的关系，为声波导管的阻抗分析提供了一种新方法。从而极大地方便了声波导管的工程设计。     

卫通的数字移相电路设计与建模

相控阵天线利用移相器改变波束指向使其对准卫星,同时完成信息交换。每个天线阵列都要使用移相器来完成波束扫描,因此移相器的参数指标,对整个相控阵系统至关重要。设计了一款适用于大S相控阵天线的六位数字移相电路,此电路由六个相移单元级联得到,小相位与大相位分别采用加载线单元与开关线单元实现。通过ADS对移相单元建模与优化,最后得出:在1.995GHz-2.185GHz频段里,中心频点处相移差低于0.6°,插损低于1.35dB,驻波比优于1.45,仿真数据显示,此研究达到大S天线进行波束扫描的移相器的要求。