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静止轨道毫米波与亚毫米波探测仪天线系统是静止轨道微波遥感的关键技术之一,本文对天线系统的整体方案设计进行了研究,给出了天线系统的扫描方案、电气性能仿真结果、馈电网络设计以及初步的结构设计.
静止轨道毫米波与亚毫米波探测仪天线系统方案设计
【摘 要】
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静止轨道毫米波与亚毫米波探测仪天线系统是静止轨道微波遥感的关键技术之一,本文对天线系统的整体方案设计进行了研究,给出了天线系统的扫描方案、电气性能仿真结果、馈电网络设计以及初步的结构设计.
【机 构】
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中国空间技术研究院西安分院,西安710000
【出 处】
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2013年全国天线年会
【发表日期】
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2013年11期
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结合时间反演电磁波超分辨率特性研究亚波长阵列是一个研究热点.具有超分辨率特性的亚波长阵列在体积有限的移动终端中通道相互独立,具备设计出紧凑型、高质量、多天线系统的潜力.通过综述亚波长阵列研究历程,以期为亚波长阵列设计提供依据.
本文主要设计了一种低副瓣圆柱形共形相控阵天线.首先,设计了一个双圆极化天线作为共形阵天线单元.然后将已设计的天线单元放置在圆柱形载体上组成共形相控阵,根据坐标变换法对共形相控阵方向图进行合成,仿真了圆柱形载体条件下的共形相控阵扫描性能.
本文介绍了波达方向估计(DOA)在无源定位中的应用,并且对其中的MUSIC算法在不同频段的角分辨率与传统的相位干涉法做了对比,通过在均匀线阵中对算法的仿真验证,分析了来波频率、带宽以及传感器空间排布等关键因素对角分辨率的影响.
提出了一种基于开口谐振环(SRR)的人工磁导体(Artificial Magnetic Conductor,AMC),通过CST电磁仿真软件仿真分析了其同相反射相位特性.利用同相反射特性,将AMC结构用于抑制半波天线后向辐射,取得了良好的效果.最后用交指电容取代AMC结构中SRR的缝隙电容,降低了其谐振频率,有效地解决了AMC结构的大尺寸问题.
提出了一种新型的双面电磁晶体微带结构,并对其进行了仿真分析,计算结果显示该结构具有紧凑超宽阻带和低通特性良好的特点.在此基础上,将该结构用于微带天线.计算表明,与普通贴片天线相比,EBG天线不仅工作频带和普通天线完全一致,而且辐射增益也和微带天线基本相同,可见,加载EBG结构并不影响天线的正常工作,计算和分析了强电磁脉冲辐射下微带天线的耦合电流和耦合功率.结果表明,加载EBG以后,微带天线的耦合功
EBG天线是一种可以提高天线辐射口径及增益的新型天线,本文利用其可重叠辐射口径的特性,提出了一种周期单元为"回"字形的金属网格结构,以双模圆锥喇叭为辐射源,利用金属圆环实现喇叭与EBG半反射板之间的阻抗匹配,通过HFSS软件的仿真得出,该EBG天线的增益比双模圆锥喇叭高出6dB,工作在28GHz到30GHz,改善了传统口径天线有效口径小于物理口径的情况,为将来星载小型化单口径反射面多波束天线的馈源
设计了一种新型平面对偶复合左右手传输线结构,采用电磁全波仿真软件和Bloch-Floquet理论对其进行研究,计算并提取了其色散曲线,研究结果表明该传输线结构在其通带内具有三个正交相移频点.在此基础上设计了一款具有小型化特性的三频四分之一波长开路分支线,并进行了加工测试,测量结果与仿真结果吻合较好,表明所设计的四分之一波长开路分支线工作频率分别位于2.11GHz、4.11GHz和5.43GHz,对
提出并设计了一种具有零折射率和负反射相位的左手材料单元,对其进行了等效参数提取和分析.以此单元为基础设计的覆层被用于提高工作在12GHz的微带贴片天线的增益和方向性.引入法布里-珀罗(Fabry-Perot,F-P)谐振天线理论确定最优高度,使用人造磁导体(AMC)平面用来降低整个天线的剖面高度.仿真结果表明这种覆层天线有效的提高了天线增益并降低了剖面高度.
本文提出由分裂谐振环(SRR)与电谐振结构(ELC)组成的一种功能可重构人工电磁材料通用单元.该结构使用两个理想开关来有效控制其电谐振和磁谐振行为,可灵活实现双正媒质(DPM)、电单负媒质(ENM)、磁单负媒质(MNM)、双负媒质(DNM)等四象限中不同的材料功能和相互转换.通过优化设计,功能可重构特性在同一频段内实现,可作为人工电磁媒质设计的通用晶元.
采用SRR环和CLP环两种不同谐振单元,构造一种新型超介质结构单元.该单元的电谐振和磁谐振的谐振频点比较接近,易于频率融合,从而拓展超介质材料双负(介电常数和磁导率都为负)特性的频率带宽.利用加载的方法,在单极子天线上加载该种新型超介质结构单元,以改善天线的辐射特性.利用电磁仿真软件(CST)对其进行了仿真设计和优化.仿真结果表明,该天线实现了超宽带工作,在3.8～14GHz的频率范围内,驻波比小