快速扫描毫米波单脉冲天线设计

采用极化扭转式卡氏天线、四喇叭馈源和波导混合环式和差网络实现了8mm波快速扫描单脉冲天线。给出了天线各部分的设计、公差分析和仿真。由于设计时进行了详细的公差分析,样机几乎未经任何调试,便全面满足设计要求,主要指标与仿真结果非常吻合,表明给出的设计方法和公差分析对工程设计有较强的指导意义。     

一种新型双波段四喇叭单脉冲天线

火控雷达中普遍使用一种双波段(Ⅰ、Ⅱ波段)跟踪天线——四喇叭单脉冲卡塞格伦天线,该天线具有较窄的和波束,搜索、发现目标困难。数值计算和实验测试表明,通过对Ⅰ波段副反射面进行赋形,可使Ⅰ波段的和波束成为扇形波束(用于搜索、发现目标),并且Ⅰ、Ⅱ波段天线都可用于目标跟踪。     

基于口面场方法的W波段高口面效率单脉冲卡塞格伦天线

本文提出来一种应用于直升机防撞雷达的高口面效率W波段单脉冲双反射面卡塞格伦天线。口面分析方法的提出解决了W波段反射面天线口面相位分布不均匀的缺陷,从而有效的提高了口面的利用效率。利用该方法,本文研究并制作了口径为135mm、焦距为40.5mm的W波段卡赛格伦天线,并且设计了由四个E面多缝隙电桥和四个四分之一波导波长延迟线级联构成的和差网络。经测试,该单脉冲天线在93GHz具有38.6dBi的和波束增益,相应的口面效率为54.7%;差波束的零深优于-22dB,副瓣电平小于-18dB。测试结果与基于口面分析方法的仿真结果吻合,从而证明了本文所研究天线可以应用于高口面效率的W波段单脉冲系统中。     

94GHz反射面天线研究

着重分析和计算３ｍｍ波段单波束卡塞格仑天线，同时对３ｍｍ波段单脉冲天线的几种实现方法进行论证，最后给出测试方法及单波束天线测试结果。     

一种Ka波段双槽波纹喇叭天线的设计

将轴槽和直槽相结合,设计了一种工作于Ka波段的新型双槽波纹喇叭天线,模变换段采用轴槽设计,辐射段采用直槽设计,通过仿真试验,获得了波纹喇叭天线轴槽和直槽的最佳数目,并在此基础上,优化了槽宽、槽深及光滑圆波导的长度,得到了辐射性能最佳的天线结构。将所设计的双槽波纹喇叭与传统的单槽波纹喇叭作为馈源,分别应用到卡塞格伦天线中进行了仿真试验。仿真结果表明,所设计的双槽波纹喇叭具有性能更优的辐射特性和驻波特性,作为馈源使用时,卡塞格伦天线在主极化方向上性能良好。     

一种双极化单脉冲被动雷达实现方案

提出一种新型的双极化单脉冲被动雷达导引头实现方案,以显著提高导引头的目标检测和抗干扰性能。阐述了该雷达导引头的设计原理与系统结构;建立了全极化的雷达辐射源信号模型,提出了基于极化匹配检测与极化瞬态识别技术的信号处理方法,采用单脉冲技术实现对探测目标的精确测角与跟踪;最后,提出了一种基于双极化Vivaldi天线的单脉冲天线系统实现方案,具体的测试结果表明了该天线设计方案的可行性。本文的研究成果对实际雷达导引头系统的研制具有指导意义。     

X波段双极化有源相控阵天线的设计

机载或星载X波段有源相控阵雷达系统具有很高的分辨率，由于雷达系统使用了大量双极化子阵组成的有源相控阵天线（俯仰面和方位面均需扫描），频率的升高使得子阵馈线网络的可用面积受到了很大的限制。本文着重论述了有源相控阵天线中的双极化阵设计，提出了一系列解决方法，进而叙述了整个天线阵的设计。     

超宽频带双极化对数周期单脉冲天线

六个单极对数周期天线单元组成的轴对称圆形阵列天线,能在超宽频带内产生正交双极化的和、差方向图.首先从理论上分析了任意极化方向的点源天线组成的非相似圆形阵列的方向图,结果表明:圆形阵的直径满足0.25λ～0.5λ时,和方向图的Eθ分量-10 dB波束宽度约为130°～100°,可作为超宽频带抛物面单脉冲天线的照射器.以点源阵的分析结果为指导,设计了工作频率为1～8 GHz的单脉冲天线,并结合HFSS软件的仿真结果对阵列参数进行了优化.给出了圆形天线阵的驻波以及方向图的实测结果,在0.85～8.5 GHz范围内,照射器的驻波比小于2.5.     

一种应用于5G毫米波通信的双极化有源相控阵模组

针对5G毫米波通信,研制了一种双极化有源相控阵天线模组。厚度为2 mm的多层PCB正面印制阵列天线,在其背面集成多通道波束成形芯片,通过中间层实现天线与芯片的互连以及供电、控制等。测试结果表明,研制的板状4×4双极化相控阵模组在E面和H面均实现了不小于±40度的波束扫描范围（不大于3 dB的电平下降）和低于-18 dB的归一化交叉极化电平,在24～27.5 GHz的频率范围内实现了V极化和H极化分别为42.6～45.7 dBm和43.5～46.1 dBm的等效全向辐射功率（EIRP）。     

低剖面可承载UHF/L双频共口径圆极化定向天线

为了满足毫米波高密度、宽角扫描共口径相控阵天线对高性能、紧凑型天线单元的需求,提出了一种宽带Ku/Ka共口径天线单元设计方案. Ku频段双极化天线采用“十”字形贴片作为辐射体,一对正交放置的缝隙用于激励两个正交工作模式. Ka频段天线为探针馈电的磁电偶极子天线,加载的4个小贴片起调节匹配和方向图的作用. 同时,Ka频段天线对Ku频段天线起寄生加载作用,在有效降低Ku频段天线谐振频率的同时扩展阻抗带宽. 仿真结果表明,Ku频段天线水平和垂直极化分别工作在14.4~17.6 GHz和14.4~17.4 GHz,−10 dB阻抗带宽分别为20% 和18.7%;Ka频段天线工作在30~40 GHz,−10 dB阻抗带宽大于28.5%,测试结果与仿真结果吻合良好. 所提出的共口径天线单元具有尺寸小、带宽宽的特点,其横向尺寸为8.5 mm×8.5 mm（0.45λ×0.45λ,λ为Ku频段中心频率16 GHz对应的波长）. 本文为高密度、宽角扫描共口径相控阵天线提供了新颖的天线单元设计方案.     

一种小型宽带双极化5G基站天线

设计了一种适用于2G/3G/4G/5G移动通信的小型宽带±45°双极化基站天线。该天线由2对偶极子辐射片、2条微带馈线和1块反射板组成,辐射臂和微带馈线采用双面印刷工艺印刷在0.8 mm厚的FR4板,并固定放置于开有圆形槽的反射板上。对天线实物进行加工测试,测试结果表明,端口1工作频段为1.82～3.60 GHz,端口2工作频段为1.64～3.41 GHz;工作频段内,反射系数小于-10 dB,端口隔离度优于18 dB;交叉极化比在视轴方向大于17 dB,±60°方向大于15 dB;半功率波束65°左右,前后比优于18 dB,测试和仿真结果较吻合。所设计天线带宽宽,尺寸小,且制作工艺简单,成本低廉,适合批量生产,应用于5G移动通信基站中。     

单脉冲天线角度跟踪模拟技术

通过对单脉冲天线方向图数学模型的研究,提出了一种角度跟踪模拟方法.采用信标和数控衰减器组合的方式,结合VxWorks操作系统成功实现了天线主、副瓣信号的模拟,工程应用情况良好,对当前武器装备仿真模拟训练系统的研制具有重要的参考价值.     

天线罩对抛物面单脉冲天线极化特性的影响机理和仿真分析

单脉冲定向技术是目前最准确的电子定向技术之一, 被广泛应用于微波毫米波跟踪、监视、通信、测量、天文观测等系统.为了保护雷达天线免受环境的影响, 许多单脉冲天线都采用天线罩, 这会对单脉冲天线方向图的极化结构产生影响, 另外, 有意的电子欺骗干扰如交叉极化干扰会对定向性能产生较大影响.文章以雷达导引头普遍采用的X波段抛物反射面幅度比较单脉冲天线为对象, 分析了抛物面结构、初级馈源特性、天线罩引起交叉极化分量的机理, 建立了典型物理参数下的计算模型, 在Ludwig第三定义下对加入天线罩前后单脉冲天线交叉极化特性进行仿真, 综合考虑了天线几何形状、偏置结构、天线扫描等因素对极化特性的影响.结果表明:多种因素会引起单脉冲天线显著的去极化效应, 复杂的方向图极化结构使得单脉冲雷达导引头的定向精度敏感于电波极化方式, 这为进一步开展交叉极化对抗单脉冲跟踪技术研究提供了重要理论基础.     

LTE基站天线阵列设计

天线是移动通信系统的关键硬件设备之一。随着移动通信技术的飞速发展,系统越来越复杂,对天线性能的要求也越来越高。LTE作为第三代通信技术(3G)的长期演进技术,必将在未来的一段时间内对现代通信产生更大的影响,因而对于天线的工作频段、带宽、波束等相关指标也提出了更高的要求。对LTE频段±45°双极化宽带天线单元进行组阵设计和仿真分析,结果表明了该天线阵列工作性能良好。     

新型双波段共面微带/波导单脉冲天线设计

提出了一种新型共面双波段单脉冲天线设计方法, 分别给出了两个频段的驻波曲线和辐射方向图的测试结果.该天线在有限的空间内采用小型化边缘馈电的微带天线阵列与波导缝隙天线阵列复合, 实现了两个频段的单脉冲天线共口径排布, 天线厚度29 mm, 重量小于1 kg.测试结果表明该新型双波段单脉冲天线能够在X、K两个特定频段下分别得到-19 dB和-22 dB的副瓣性能及38%和45%的辐射效率, 实现了与单模相当的单脉冲方向图性能, 满足了未来复合制导系统对高性能天线的需求.     

使用卡氏天线的弹载3mm三波束探测系统的研究

以弹载应用为背景,提出了一种3mm被动毫米波多波束探测系统设计方案．该系统使用一个接收机及两组PIN管,可实现三通道的功能．在介绍了系统的工作原理后,对系统的主要参数进行了详细的设计．分析和实验表明该系统是可行的．