PCB法制作分形天线及其多频性质研究

天线的频率属性与其外在形貌关系紧密,将具有几何上自相似的分形概念应用于天线的设计制作中可以得到多频段的小型天线.PCB(Printed circuit board)技术是一种常用于印刷电路板材的刻蚀技术,操作简便且实验条件容易实现.本文使用PCB技术自制采用分形技术的小型多频天线并验证了其多频性质.     

电磁脉冲辐射器近区场数值模拟

 电磁脉冲辐射器是便携式电磁脉冲电场屏蔽效能测试设备的关键部分。提出了一套小型电磁脉冲辐射器的方案，并采用时域有限差分法在计算机上模拟了辐射器产生的近区电磁场, 结果表明，如果高压脉冲源产生的脉冲电压为双指数波，则通过天线辐射产生的近区场的波形也为双指数波，从而，使近场参数均能达到测试设备所要求的指标，说明所提供电磁脉冲辐射器的方案为可行。     

用于移动通信的平面型紧凑极化分集天线

目前在移动通信中，基站广泛采用分集天线来提高通信质量。但是，只有移动台到基站上行链路通信质量的提高，双向通信的问题才解决了一半。为了获得更好的链接质量，可在移动台采用分集天线。极化分集是抗多径衰落的一种重要方法，能够有效提高系统链路性能。然而，研制可用于手机的分集天线是一项非常具有挑战性的工作，因为这种天线必须满足体积、带宽、效率以及天线单元(或者是天线端口)之间隔离度的要求。     

光子晶体在微波技术中的应用

文章以高方向性天线及光子晶体微带传输线为例，综述了光子晶体在微波技术中的研究进展．将光子晶体与传统的微波技术相结合，可以设计并制作许多小型、高效的新型微波器件．这类新型光子晶体材料在微波通讯中有着广阔的应用前景。     

小型L波段高功率微波辐射场测量系统接收天线

借鉴电-磁振子组合型天线结构,设计了一种基于同轴传输结构的小型L波段高功率微波(HPM)辐射场测量系统接收天线,解决了L波段传统波导型测量系统中接收天线体积大、使用不便的问题。通过仿真研究分析了天线结构尺寸与天线增益、驻波和方向图等特性参数之间的关系,优化设计了用于L波段HPM辐射场测量的接收天线结构,并对加工的天线实物进行了测试。结果表明:当天线口面尺寸与长度相等时,其边长与工作的中心频率对应波长存在着两倍的关系;选择边长为100mm可满足在1.2~1.8GHz频段内,天线驻波系数小于1.5,增益从2.8dB单调增大至6.1dB,方向图主瓣宽度大于70°,辐射主轴与天线几何主轴基本一致。     

脉冲天线阵列时域辐射场快速计算的简化方法

采用有源单元方向图思想，在考虑互耦情况下，将大型脉冲阵列天线各单元的时域方向图用相似环境下小型阵列的有源单元方向图来等效，进而叠加计算辐射总场。以此为基础，结合时域辐射原理改进了上述方法。通过公式推导得出:一个大型线阵或大型平面阵的时域辐射场可分别通过两个小型线阵或四个小型平面阵的时域辐射总场计算得到，避免了传统方法中小阵有源单元方向图逐元提取的繁琐操作。采用上述方法分别计算了一个13元线阵和一个1113元平面阵列，计算结果与软件仿真结果吻合良好，与传统的小阵外推方法相比，直线阵列和平面阵列的计算量分别减少了56.8%和81.17%。     

电接口以太网传输大气激光通信系统的研制

介绍了基于电接口的大气激光通信系统的工作原理及各部分的组成，测试了光学天线的天线效率以及准直发散角的大小(天线效率约为35％，准直发散角为1.3mrad)，并对系统进行了光功率链路的估算。计算结果表明：所设计的系统完全可以满足2km内大气传输的要求。在此基础上研制出基于电接口的通过以太网传输的大气激光通信系统。该系统由激光器收发子系统、光学天线子系统以及媒体传输子系统组成，其中为了避免大气湍流，光学天线采用了双路发射、双路接收的形式。此系统可以实现计算机和以太网之间以及2台计算机之间的通信。工作速率为10Mb/s和100Mb/s自适应，工作距离为500m。     

船载C+S频段共面单脉冲天线设计与应用

本文针对船载测控站空间狭小的特点,介绍了一种C+S双频段共面天线的设计。设计时采用了计算机辅助技术,确定了天线反射面和馈源喇叭的形式及相对关系尺寸。并通过仿真计算和实测结果,该天线在两个频段的方向图指标均满足设计要求,达到了天线的小型化和双频段合建目的,满足航天测量船船载设备的使用要求。     

数字化相控阵天线测试方法及测试系统设计

伴随着雷达技术的飞速发展,数字化相控阵天线开始广泛运用于各种相控阵雷达当中。由于数字化相控阵天线的工作原理与传统模拟相控阵天线差异极大,测试方法也发生了根本性的改变,原有的基于普通微波仪表的天线测试系统无法再对数字化相控阵天线进行测试,必须设计新型的数字化相控阵天线测试系统。本文首先介绍了数字化相控阵天线自身的工作原理和测试方法,随后提出了新型数字化相控阵天线测试系统的具体软硬件设计方案,实际应用表明数字化相控阵天线测试系统可以满足各种数字化相控阵天线的测试要求。     

激光双反射镜实验

在导师的指导下，参加了导航研究中有关卡塞格伦天线应用的实验工作。根据高教部改进和更新实验的要求，拟将天线中激光的双反射镜实验引入物理教学作为物理实验课的内容改革之一。这个实验可以取代以几何光学为基础的透镜实验。按其要求可以作为综合物理实验或中级物理实验。为此，将我们参加激光双反射镜的实验，根据实验的教学要求写成此文，以供物理实验改革的参考和应用。     

天线近场测试软件通用化和多任务设计

随着相控阵天线的广泛应用,对天线近场测试软件技术的开放性、通用性、测试覆盖能力、测试任务执行效率与调度机制、数据分析处理能力的要求逐渐提高。通过研究天线近场测试软件的层次结构、模块组成、内外接口、数据流与存储组织形式以及它们之间的互连与通信机制,研制开发出了开放、通用、模块可裁剪、多任务的天线近场测试软件。通过具体工程应用的验证,满足通用化和多任务的要求,显著提高了天线近场测试的效率。     

EAST ICRF天线移动结构设计

根据EAST物理实验要求,EAST ICRF天线被设计成带有一种沿着EAST装置径向方向移动的液压驱动导轨式结构.为了验证移动结构的可行性,对ICRF天线移动结构支撑部件通过公式和有限元方法进行了相关的计算分析,分析结果满足设计要求.对ICRF天线整体结构进行了受力分析以及对装配好的ICRF天线移动结构进行了调试,受力...     

一种有源相控阵天线误差补偿方法

为了消除由于有源相控阵天线单元间互耦、天线的安装误差、天线方向图的不一致性和天线罩的影响等导致天线校正时与实际天线单元间幅相值存在的差异,采用了一种有源相控阵天线误差补偿方法,获得天线的误差值并保存在雷达校正计算机中,雷达进行校正时调用该值从而很好地消除了上述因素导致的在雷达使用中带来的影响,较好地改善了天线校正的幅相值和波瓣图,保证了雷达实际使用中达到预期指标要求。     

相控阵天线电磁发射特性的统计分析

相控阵天线波束指向高度动态变化,其电磁发射特性呈现出显著的统计规律,分析和测试所需的资源巨大。采用多项式混沌展开（PCE）探究二维平面相控阵天线发射特性的统计特性,根据方向图乘积定理等确定代表相控阵天线电磁发射特性的目标函数,利用PCE建立目标函数的等效代理模型。从理想点源构成的相控阵天线着手,分别考虑了主波束指向服从均匀分布和正态分布两种典型情况,通过计算机仿真模拟得到等效代理模型的概率密度函数和累积分布函数,并使用传统的蒙特卡罗方法结果作为参照来评估PCE方法的有效性和可靠性,最后对小型偶极子相控阵天线的波束指向服从两种典型分布的情况进行讨论。仿真对比结果表明,PCE方法在保证结果准确度的同时可以大大减少采样样本点数目,大幅提升相控阵天线电磁发射特性分析和测试的效率。     

洞穴内二维带状天线的耦合计算

在托卡马克中采用离子回旋共振加热时，为了更好地保护天线，常常把天线地洞穴内，由于不产内的边界条件比较复杂，其耦合计算也相对较难。对洞穴二维带状天线进行了计算。给出了该体制天线的耦合阻抗随天线尺寸的变化关系。     

一种机载通信天线设计与实现

针对某型飞机研制要求,设计了一种基于四分之一波长平面单极子的机载通信天线,重点阐述了天线辐射体设计、匹配网络设计和闪电防护设计等内容。通过地面测试和装机试飞验证,表明了该机载通信天线性能良好,完全能够取代现役英国37R-2型通信天线。     

单极X频段小型化天线的设计与互扰仿真

为满足船载测控设备海上标定、校验跟踪参数的需要, 一般采用放信标球的方式,同时为克服信标球在空中随气球旋转给跟踪带来的不利影响,信标天线必须采用组阵方式。由于信标球是一个小球体,安装位置受限,组阵信标天线在满足天线指标的情况下,必须满足小型化和良好互扰性要求。文中设计了一个小型化X频段天线,通过分析比较,最终采用短单极子结构,在垂直方向具有全向性。通过HFSS的仿真和参数参数优化,得到了结构参数和性能参数。通过单个天线性能仿真,以及天线组阵仿真的结果可知,所设计的天线指标上完全满足使用要求,具有天线结构紧凑、易于加工的优点;同时,本文所采用的建模、仿真方法、对其它相关天线设计也有一定的参考价值。     

电-磁振子组合型小型化超宽带天线研究

 采用频域分析的方法，对电-磁振子组合型超宽带天线物理特性进行了研究，结果表明：天线中的电振子和磁振子在波的传输和辐射过程中起互补作用，扩展了小尺寸天线的工作频带，提高了天线的辐射效率。还给出了50cm天线的模拟和测量结果：电压驻波比小于3时，天线带宽大于10倍频程，模拟与测量结果基本吻合。     

变形螺旋天线的自动设计

 利用优化算法进行天线的自动设计是现代天线研究的一个重要趋势。采用NEC(Numerical Electromagnetics Code)天线数值计算程序和遗传算法，结合并行计算技术，实现了对螺旋天线的自动设计。在轴向模辐射，螺旋轴长80cm内和频率为600MHz的条件下，设计了增益高达12.68dB的均匀螺旋天线，比传统设计方法高3.28dB；在400～800MHz的频带内，对变形螺旋天线之一的锥削螺旋天线做了高增益设计，平均增益达12.28dB；对锥削螺旋-圆锥喇叭天线进行了优化设计，得到了比普通螺旋天线更佳的辐射性能。这些设计结果都是传统天线设计方法难以完成的，表明自动设计具有比传统天线设计方法更大的灵活性和更强的设计能力。     

高功率楔形介质填充天线设计

 针对高功率超宽带天线应用中的绝缘性及方向性等关键问题,设计了一种基于TEM喇叭天线形式的楔形介质填充天线,并利用时域有限差分数值方法分析了这种新型介质填充天线的辐射性能。数值模拟与测试结果表明,所设计的这种楔形介质填充天线不仅可以满足高功率天线的绝缘性要求,而且在主轴方向上具有较强的辐射场。