基于极化捷变技术的有源相控阵接收天线

来源 :2015年全国天线年会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yulihui2638685
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提出一种Ku频段低剖面变极化有源相控阵接收天线,不需要机械伺服部件,波束指向和线极化方向同时可调.天线单元采用双层矩形微带天线,由两个探针正交馈电,便于进行极化合成.在12.25GHz~12.75GHz,研制了7×7元小规模的变极化有源相控阵接收天线,大小为120mm(长)×120mm(宽)×55mm(高),给出了波束扫描和变极化方向图的测试结果.实验表明,天线波束的仰角扫描范围达50°,变极化波束的扫描增益大于16.0dBi,阵面辐射效率大于50%.
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本文设计了一种基于FPGA的有源相控阵天线波束控制功能模块.文章首先结合有源相控阵天线的特点,对其正常工作时以及测试时的控制需求进行了分析研究,并在此基础上设计了基于FPGA的波控功能模块,文章分析了波控构成和功能,并讨论了其工作流程.目前该波控模块已经在L波段有源相控阵天线全极化SAR中得到验证和应用.
为避免波束指向出现色散现象,宽带、宽扫描角相控阵天线必须采用实时延迟技术对天线单元进行时延补偿.本文通过优化设计,首次实现了带宽达30%的微带线形式的TTD单元,其最小步进192ps,最大延时2880ps,试验结果表明,该延时网络可保证相控阵在方位向±30°范围内扫描时天线波束指向不随频率发生变化,为大带宽相控阵的广泛应用奠定了坚实基础.
为了研制0.5m×0.5m条带分辨率L波段全极化SAR系统,开展了L波段宽带全极化有源相控阵天线研究.本文分析了宽带相控阵天线的工作原理,给出了理论模型和方向图计算公式.在解决了延迟算法、相控阵天线自动测量和数据采集、校准测量方法和算法等关键技术后,最终研制了瞬时带宽约30%、波束扫描角±30°的L波段宽带全极化有源相控阵天线.验证了理论和方法的有效性,这些研究成果对宽带相控阵天线研究具有很好的理
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本文阐述了用于地面接收的抛物环面多波束天线,多焦点倾斜抛物面天线以及抛物面偏焦多波束天线的设计原理及辐射特性,对它们的性能进行了仿真分析计算,总结讨论了这几种天线的特点及其适用场合.
本文主要研究有源相控阵雷达在采用相位键控信号作为探测信号条件下,对来自有源相控阵天线的接收信号进行通道编码压缩(在通信上称为码分多址技术)达到简化硬件设备,减少设备成本的目的.重点介绍采用通道编码压缩的有源相控阵天线及接收系统的工作算法原理和结构组成.
本文提出一种多极化相控阵天线交叉方向图仿真计算方法.该方法根据阵中天线单元的边界条件,选取一组有代表性的天线单元作为特征单元,代入特征天线单元在天线阵中的远场方向图,运用方向图叠加原理,建立阵列天线理论模型,从而仿真计算出天线阵的交叉极化方向图.运用Ansoft HFSS对实验阵的仿真计算结果与运用该方法仿真计算得到的结果进行比较,验证了该方法的有效性与时效性.
设计了一种新型宽带高增益双圆极化天线,该天线采用四探针馈电,馈电网络由具有低损耗特性的空气板线形式的90°电桥和180°环形电桥组成.馈电网络4个输出端口的相位依次相差π/2.通过分别激励电桥两个输入端口实现左右旋圆极化变换.HFSS仿真结果表明:该天线结构形式简单、馈电网络损耗小、天线增益高、馈电端口极化隔离度高、带宽宽、轴比小于1.5dB的圆极化带宽达到14%.适合用于一些小角度扫描的有源相控
采用双面Vivaldi天线单元形式和交错排列方式,有效地降低了天线阵元互耦效应,并使等效单元间距减小近一半.仿真结果表明,天线在4个倍频程内回波损耗小于-10dB,在3个倍频程内,H面排列波束扫描范围大于±28°;E面排列波束扫描范围大于±20°;两种排列下,低频扫描范围均可达±60°.为多倍频程超宽带相控阵列天线的设计打下基础.
本文采用毫米波体外细胞实验剂量学来做研究.在频率为60.5GHz、幅值为1V/m的毫米波下,采用平面波照射和天线照射两种激励源,对细胞培养液进行辐射仿真和计算.使用细胞SAR分布作为剂量研究,分析不同传播方向和极化方向下细胞SAR的分布.通过考虑细胞的照射均匀性和辐射效率,确定选择入射波从培养皿底部向上照射为最优的入射方式,通过仿真计算得到细胞SAR分布图.