钻孔雷达全向天线的设计与分析

根据钻孔雷达全向天线的设计要求,为减少天线的结构尺寸增加带宽,设计了一种新型电阻加载全向天线。通过理论分析和数值优化,选择了较优的结构尺寸,得到了较佳方向图和带宽。天线外径为65 mm,使用10 mm厚天线罩封装后外径为85 mm;天线的S11小于-10 dB频带为70~260 MHz,带宽约190 MHz。该天线的带宽超过100 MHz,中心频率处增益大于-3 dB,辐射电场脉冲波形拖尾小于主峰幅度1/5,方向图在H面为全向。基于矢量网络分析仪的天线特性测量结果与数值计算结果基本一致,结果表明设计的天线能够满足钻孔测井雷达系统小尺寸宽带的要求。     

低雷达散射截面的超薄宽带完美吸波屏设计研究

提出了一种基于PMA单元结构的超薄宽带完美吸波屏设计方法. 该方法将多层拓展带宽的技术与单层多谐振方法有机结合, 实现带宽拓展的同时, 保持了完美吸波屏结构简单、无集总元件的特点, 易于实际加工和应用. 以双层三谐振超薄宽带完美吸波屏为例, 结合其等效电路, 理论上验证了所设计吸波屏的吸波机理, 同时验证了方法的有效性. 仿真分析该吸波屏具有低雷达散射截面、极化不敏感和宽入射角的特征. 仿真和实测结果表明: 该吸波屏在厚度为0.01 λ的条件下, 具有14.1%的半波功率带宽;-3 dBsm的雷达散射截面缩减带宽为18.9%, 在法线方向的最大缩减量为23 dBsm, 在法向±40°内具有较好的雷达散射截面减缩效果. 关键词： 完美吸波屏 宽带 雷达散射截面 等效电路     

基于宽带吸波体的微带天线雷达散射截面缩减设计

利用加载集总电阻的方式设计出一种极化稳定且宽入射角的宽带超材料吸波体(wide-band metamaterial absorber, WBMA), 在平面波垂直入射时, 其吸波半波功率带宽达12.7 GHz, 吸波率大于90%的带宽达10.42 GHz, 峰值吸波率达99.9%. 将其与微带天线共基板共接地板的方式加载, 制备出WBMA微带天线, 实现了天线宽频域内雷达散射截面(radar cross section, RCS)大幅缩减. 仿真与实测结果表明: 将WBMA加载于微带天线后, 天线的前向增益提高了0.53 dB, 整体辐射特性基本保持不变; 在不同极化波下, 天线的工作频带带内和带外等宽频域(6.95-17.91 GHz)内的单站RCS缩减大于3 dB以上, 最大缩减值达21.2 dB; 在天线的中心频点8 GHz处± 48°的宽角域内, 双站RCS缩减效果明显, 很好地实现了天线的宽频域大角度的隐身设计.     

一种宽带雷达数字化接收机的设计

用高速A／D变换器、专用数字正交解调器以及大容量、高性能FPGA构造宽带雷达数字接收机，其中数字下变频采用FPGA以高效的多相滤波器结构实现，它能够大大降低运算量，提高系统实时处理的能力。     

宽带雷达散射截面减缩人工磁导体复合结构

提出了宽带雷达散射截面(radar cross section, RCS)减缩人工磁导体复合结构, 通过将多个金属方片周期结构相复合, 进一步拓展了其工作带宽. 测试结果表明, 反射率小于-10 dB的频段为7.7—13.1 GHz, 相对带宽为51.9%. 通过全波仿真研究了其在不同频率的散射特性, 随着频率的增加, 在对角象限平分面上的反射峰逐渐向法线方向靠拢, 但其RCS较金属板的后向RCS仍减小-8 dB以上. 该人工磁导体复合结构具有工作带宽大、设计简单和加工容易等优点, 具有重要的应用前景.     

电阻加载半椭圆偶极子天线的设计与研究

针对实际工程应用中安装在探测车底部的表层穿透雷达的需求,设计了一种基于电阻加载技术的超宽带低背腔半椭圆偶极子天线。该天线由一对半椭圆臂组成并通过分布式连续电阻加载有效地改善了输入阻抗特性,展宽了天线的工作带宽。结合应用环境,评估了天线离地高度以及载体探测车对天线性能的影响,在理论分析的基础上设计并制作了一副天线样机,安装在探测车上,在外场进行了实验。仿真和实测结果表明,所设计的天线具有较低的电压驻波比和良好的辐射特性以及较小的振铃,能够满足车载表层穿透雷达的需求。     

电阻加载半椭圆偶极子天线的设计与研究

针对实际工程应用中安装在探测车底部的表层穿透雷达的需求,设计了一种基于电阻加载技术的超宽带低背腔半椭圆偶极子天线。该天线由一对半椭圆臂组成并通过分布式连续电阻加载有效地改善了输入阻抗特性,展宽了天线的工作带宽。结合应用环境,评估了天线离地高度以及载体探测车对天线性能的影响,在理论分析的基础上设计并制作了一副天线样机,安装在探测车上,在外场进行了实验。仿真和实测结果表明,所设计的天线具有较低的电压驻波比和良好的辐射特性以及较小的振铃,能够满足车载表层穿透雷达的需求。     

太赫兹极高分辨力雷达成像试验研究

给出了一种载频0.14 THz、带宽5 GHz的极高分辨力太赫兹雷达成像系统样机。系统采用Ka波段毫米波信号二倍频后作为样机收发链路的谐波混频本振,以线性调频连续波信号作为发射信号,接收时采用去斜接收。利用该太赫兹雷达进行了成像试验并得到了1维距离像与逆合成孔径雷达（ISAR）成像结果。结果表明,THz雷达样机实现了3 cm的高分辨力,其ISAR像清晰,反映了目标的细微特征。     

雷达发射机的冷却及热设计优化分析

论述了雷达发射机的冷却和热设计的原则,分析了雷达发射机的常用冷却方法的特点及适用场合。针对目前的雷达发射机热设计现状,从设计思想、热设计的层次和冷却方法等方面提出改进意见,对雷达发射机的热设计方法的优化进行了有益的探讨。     

超宽带TEM喇叭天线优化设计与实验

针对用于成像雷达系统的超宽带TEM喇叭天线进行了优化设计,兼顾辐射性能、馈入反射和小尺寸条件,采用平滑渐变结构和加载技术代替原设计,增加了低频电流的回流通道,从而改善了天线的低频特性,增强了其定向辐射能力。在理论分析的基础上对其进行了仿真,并按照仿真结果实际制作了一副天线,对天线进行了测试。仿真与实测结果表明:在电压驻波系数小于2时,该天线具有11∶1的阻抗带宽,较强的辐射能力和良好的定性辐射特性,能够满足雷达系统的需求。     

超宽带TEM喇叭天线优化设计与实验

针对用于成像雷达系统的超宽带TEM喇叭天线进行了优化设计,兼顾辐射性能、馈入反射和小尺寸条件,采用平滑渐变结构和加载技术代替原设计,增加了低频电流的回流通道,从而改善了天线的低频特性,增强了其定向辐射能力。在理论分析的基础上对其进行了仿真,并按照仿真结果实际制作了一副天线,对天线进行了测试。仿真与实测结果表明：在电压驻波系数小于2时,该天线具有11∶1的阻抗带宽,较强的辐射能力和良好的定性辐射特性,能够满足雷达系统的需求。     

77 GHz车载毫米波中远距雷达天线阵列设计

为了在雷达中实现对中距和长距的探测,首先研究并实现了针对中长距雷达探测需求的天线及其组阵形式,然后通过雷达方程得出天线阵列所需的增益与组阵方式,设计了高增益窄波束和低增益宽波束形式的毫米波雷达天线阵列,最后的仿真和测试结果表明,该中长距雷达天线阵列能够满足77 GHz车载毫米波雷达对中距大角度和长距小角度的视野范围探测需求。     

Investigation of Different Input-Matching Mechanisms Used in Wide-Band LNA Design

This paper analyzes different input-matching mechanisms used in designing the wide-band amplifiers in general, and the low noise amplifiers (LNA) in particular, and their corresponding noise impact. Among them, the most promising one is the reactive-feedback circuit configuration, which is a combination of high-frequency inductive feedback and low frequency capacitive feedback. In this paper the simulated result that both matched input impedance and low noise temperature T_n can be achieved simultaneously over a wide bandwidth in the single-ended low noise amplifier is proved mathematically and is well interpreted. This understanding of reactive feedback is crucial for the future development of ultra-wide-band low-noise amplifiers.     

An ultrathin wide-band planar metamaterial absorber based on a fractal frequency selective surface and resistive film

We propose an ultrathin wide-band metamaterial absorber （MA） based on a Minkowski （MIK） fractal frequency selective surface and resistive film. This absorber consists of a periodic arrangement of dielectric substrates sandwiched with an MIK fractal loop structure electric resonator and a resistive film. The finite element method is used to simulate and analyze the absorption of the MA. Compared with the MA-backed copper film, the designed MA-backed resistive film exhibits an absorption of 90% at a frequency region of 2 GHz-20 GHz. The power loss density distribution of the MA is further illustrated to explain the mechanism of the proposed MA. Simulated absorptions at different incidence cases indicate that this absorber is polarization-insensitive and wide-angled. Finally, further simulated results indicate that the surface resistance of the resistive film and the dielectric constant of the substrate can affect the absorbing property of the MA. This absorber may be used in many military fields.     

X波段低副瓣波导缝隙阵列天线特性

:根据Stevenson等效电路法设计了两个X波段低副瓣波导缝隙阵列天线。通过建立多个缝隙时的谐振长度提取模型,计算了存在缝隙间互耦时的谐振长度。两个阵列天线测试结果和仿真结果吻合良好,线阵中心频率实测增益为17.83 dB,其仿真结果为18.2 dB,实测副瓣为-28.12 dB,其仿真结果为-29.97 dB;平面阵列中心频率实测增益为27 dB,其仿真结果为27.9 dB, 实测H面副瓣为-27.2 dB,其仿真结果为-29.9 dB,实测E面副瓣为-22 dB,其仿真结果为-22 dB。     

机械相控阵列天线的电机控制系统设计

为实现机械相控阵列天线的波束扫描,采用直流电机驱动螺旋天线单元转动来达到预定的辐射相位.利用数字信号处理芯片TMS320F2812设计了直流电机位置控制系统,介绍了控制系统的硬件设计方案、控制策略及软件设计方案.针对直流电机驱动的螺旋天线单元位置控制系统,研究了模糊PID控制算法,并把它应用到控制系统中.实验结果表明,...     

短螺旋-圆锥喇叭天线设计与分析

分析设计了一种适用于高功率阵列天线辐射单元的短螺旋-圆锥喇叭天线。数值模拟分析了不同单元间距下的短螺旋-圆锥喇叭天线的互耦大小,并与短螺旋天线的互耦大小进行比较,结果表明：当单元间距等于0.9λ时,短螺旋-圆锥喇叭天线的互耦与短螺旋天线相当;当单元间距小于0.9λ时,短螺旋-圆锥喇叭天线的互耦比短螺旋天线略大;而当单元间距大于0.9λ时,短螺旋-圆锥喇叭天线的互耦较短螺旋天线小。在此基础上,设计了口径大小为1λ、可用于阵列天线组阵的短螺旋-圆锥喇叭天线。该天线的方向性系数与同等口面下的短螺旋天线相比提高了1 dB,副瓣电平降低了约7 dB,互耦系数降低了约3 dB,一定程度地减小了单元之间的互耦。