一种新型宽带圆极化微带反射阵天线设计*

针对圆极化反射阵圆极化带宽窄的问题,结合微带天线的谐振特性和线极化反射阵展宽带宽的思想,提出了一种“工-环”形多谐振宽带圆极化反射阵单元,通过研究单元的电流分布对其实现宽带圆极化的原理进行了分析.采用改变单元旋转角度的方法设计了一副169个“工-环”形单元、中心频率为I0GHz的右旋圆极化反射阵,并对其进行了测试:3dB轴比带宽达到41％(8.1GHz-12.2GHz),天线效率最高达59.94％ (9.9GHz).实测结果与仿真结果一致,实现了反射阵天线的宽带圆极化和高效率.     

新型宽频带微带反射阵单元相位特性研究

分析由两个弯曲振子及一个普通振子构成的单层三谐振单元的相位特性。对三种基板结构下单元的相移特性进行了研究。结果表明,采用混合基板,增加泡沫的厚度,可以在较宽频带内获得平滑的相移特性,同时相位动态范围大于360°。与三层堆叠结构的相移特性进行了比较,仿真结果表明可以达到与其相近的效果。最后给出了一种改进型单元结构,能够在6-10GHz带宽内得到基本一致的相移特性曲线。利用该结构组成一个12×13单元的反射阵列,带宽内效率约为50%。     

微带反射阵天线的分析与设计

介绍了微带反射阵天线的基本原理,分析了天线设计中阵元单元尺寸和间隔的计算、相位延迟线的选择、基片厚度的选取、误差分析、仿真验证等,根据分析结果提出了低副瓣微带反射阵天线的设计方法。实例测试结果表明,反射阵天线的总体性能接近抛物面天线的性能,易于折叠、携带方便。     

新型微带反射阵单元的设计及其应用

提出了一种单层的具有多谐振结构的微带反射阵单元,利用高频电磁仿真软件Ansoft HFSS对其反射相位特性进行仿真分析,获得了约430°的反射相位动态范围,并且反射相位曲线的线性度较好.根据此单元设计了一个工作在Ku波段的微带反射阵,用指数渐变槽线(Vivaldi)天线作为该反射阵的馈源.仿真结果表明:在中心频率处增益可达27.1 dB,半功率波瓣宽度均为4.96°,在12～15.5 GHz的频带内增益波动约2 dB,具有较宽的频带.将此Vivaldi天线和反射阵天线进行加工测试,得到的测试结果与仿真结果吻合较好.     

新型单层双频双极化微带反射阵天线的设计

该文提出一种新型的具有多谐振结构的单层微带反射阵单元,是由6个振子以一定的间隔平行放置组合而成,该单元具有良好的线极化特性。采用高频电磁仿真软件HFSS对单元的各个参数进行优化分析,使得单元的反射相位曲线在两个频段内均具有良好的线性度。根据此单元设计了一个工作在X/Ku波段的偏馈双频双极化微带反射阵天线,在两个频段内采用同一个角锥喇叭天线作为其馈源。将此反射阵天线进行加工并测试,测试结果表明,在X波段中心频率10 GHz和Ku波段中心频率13.58 GHz处,天线均具有良好的辐射性能。实测和仿真结果吻合较好,证明了该反射阵天线具有良好的双频辐射性能。该文的设计对于微带反射阵列天线实现双频双极化性能具有重要的参考价值。     

三层贴片宽频带正交线极化变换微带反射阵

分析三层矩形贴片反射阵单元的反射相位特性,获得700°的反射相位动态范围和20%的可用频带.据此设计了37个单元的三层贴片正交线极化变换反射阵,对样品进行整体仿真结果显示:在21.2%频带内的增益为18.1 dBi而跌落小于1.5 dB,在15.8%的分段频带内的交叉极化电平低于-15 dB.测试结果稍逊.     

一种新型单层微带反射阵天线单元的分析

提出了一种由圆形与圆环形两种结构混合组成的新型单层微带反射阵天线单元,系统地归纳了衡量移相曲线性能优劣的四个参量：相移范围、线性度、曲线斜率以及相位带宽,定义了移相曲线性能函数.采用基于RWG基的谱域矩量法分析了不同几何参数对单元移相曲线性能的影响,通过选择合适的几何参数,最终可使移相曲线的相移范围超过360°且曲线变化平缓并具有高度线性性.     

宽带缝隙堆叠贴片微带反射阵天线的研究

微带反射阵天线具有易折叠、易携带等特点,结合缝隙堆叠贴片（ASP）微带单元频带较宽的优势,能进一步展宽缝隙耦合反射阵的带宽。通过求解相位计算公式,得到反射阵表面相位分布。给出了ASP微带天线的设计参数、S参数曲线及对应ASP单元的反射相位曲线,用所设计单元组成225元反射阵模型,结果显示该模型中心频率最大增益为26.03dBi,1.5dB增益带宽为33.3%,在整个带宽内具有良好的工作性能。     

双频宽带大型微带反射阵天线设计

微带反射阵天线在性能上最主要的缺陷就是窄带,一般情况下其带宽小于5%,对电大口径短焦距馈电时更窄。本文设计并制作出一种由L波段和C波段两个反射面天线组成的6m×2m薄膜双频微带反射阵天线,两个频段的天线共用一层膜面。对该天线的电性能进行了测试,测试结果表明:该天线两个频段的相对带宽均大于10%(副瓣电平≤-18dB)。该天线具有折叠、可展开的结构特征,可以在卫星或航天器上广泛应用。     

一种新型宽频带高增益的变极化微带反射阵天线

提出一种由微带反射阵实现的新型变极化天线,它区别于双/多极化天线的固定极化状态.实现变极化的关键是经特殊设计的反射阵阵元结构尺寸和线极化辐射的馈源.理论分析表明:反射极化可涵盖所有极化状态;采用间以空气层的双/多层阵元结构能有效展宽频带;增加阵元数目可提高天线增益.鉴于这些特点,该类天线在雷达、移动通信等领域具有潜在工程应用.还给出了完整的理论分析和实例佐证.     

多波束涡旋电磁波反射阵天线设计

针对传统反射阵天线产生涡旋电磁波存在方向单一、轨道角动量(Orbital Angular Momentum, OAM)模态单一的问题,设计了一款多波束涡旋电磁波反射阵天线。提出了一款基于旋转单元法的新型宽带圆极化单元,并利用口径场叠加法,获得了单个馈源产生多个涡旋波束的反射阵阵面补偿相位。仿真结果表明,该天线在26.5～32 GHz生成了2个携带模态-1和+1的涡旋波束,OAM带宽和3 dB增益带宽均为18.3%。在工作带宽内,最大增益为18.3 dBic,口径利用效率为10.31%。     

一种宽带线鄄圆极化转换反射阵单元设计

针对线鄄圆极化转换反射阵单元设计中存在的参数相关联、不易精确得到单元尺寸的设计难题,提出 了基于独立、对称条件的设计方法,该方法将相移补偿特性分析和极化方式控制两者“去相关冶独立研究,为线鄄圆极 化转换反射阵整体设计和单元结构构建提供了崭新的思路。采用此方法并结合双层堆叠十字振子结构设计并实现 了宽带线/ 圆极化转换反射阵天线,其1dB 增益带宽为24%,3dB 轴比带宽为35%,口径效率最高为48. 7%。     

平面反射阵列天线相移特性分析

本文中采用十字交叉振子为单元分析其移相特性.利用Floquet模展开分析了任意平面波照射下的交叉振子阵列的场分布,计算出其反射系数的相位变化情况.通过数值仿真,分别给出了在不同介质、介质厚度以及入射角度下,详细对比了相位对于振子长度的变化曲线,有助于反射阵列大线的精确设计.     

宽频带线阵天线的设计

设计了具有宽频带特性的双层结构3单元直线阵微带天线。综合采用双层结构和阻抗匹配网络两种方法来展宽天线的频带,天线在驻波比小于1.6时的相对带宽达13.3%。采用边缘微带线馈电方式,降低了天线纵向结构尺寸;上层贴片悬置,更有利于天线的封装和维护。设计在满足天线宽频带要求和结构简单可靠两方面取得了较好的平衡。