基于可变电容的X波段高功率宽频带波束扫描反射阵列天线设计

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作者 张炀 李相强 +2 位作者 张健穹 王庆峰 唐先锋 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第6期48-56,共9页

针对高功率微波系统宽频带和波束扫描需求,提出并设计了一种基于可变电容的X波段高功率宽频带波束扫描反射阵列天线。天线采用线极化喇叭馈源和三明治介质埋藏式贴片单元,其中贴片部分为嵌套式双谐振结构集成可变电容,同步拓宽相位调节... 针对高功率微波系统宽频带和波束扫描需求,提出并设计了一种基于可变电容的X波段高功率宽频带波束扫描反射阵列天线。天线采用线极化喇叭馈源和三明治介质埋藏式贴片单元,其中贴片部分为嵌套式双谐振结构集成可变电容,同步拓宽相位调节范围(360°)与工作带宽。通过消除单元突变结构并采用三明治介质层,有效抑制了三相点产生,使功率容量提升至5 MW(0.1 MPa气压SF6环境)。调节可变电容容值可实现8.55~9.65 GHz频段内12%相对调谐带宽。基于11×11矩形栅格的反射阵仿真表明:242 mm口径阵列天线最大增益25.12 dBi,口径效率54.39%,全频带支持0°~20°波束扫描。相较于现有技术,该设计在调谐带宽(12%)和功率容量(5 MW)方面具有优势,为高功率微波系统的宽频带波束控制提供了有效途径。 展开更多

关键词 高功率微波 宽频带 电控波束扫描 反射阵列天线 可变电容

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一种旋转移相式高功率微波反射阵列天线 被引量：1

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作者 许亮 张强 +4 位作者 袁成卫 刘金亮 孙云飞 龚鸿州 刘东琪 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期5-11,共7页

利用旋转移相技术的几何相位调控方法,提出一种基于传输相位差概念的波束扫描高功率微波反射阵列天线。电磁仿真结果表明,所设计的三叉戟形反射阵列天线单元工作于9.5~10.5 GHz,在0~40°入射角度下具有360°范围内的线性相位调... 利用旋转移相技术的几何相位调控方法,提出一种基于传输相位差概念的波束扫描高功率微波反射阵列天线。电磁仿真结果表明,所设计的三叉戟形反射阵列天线单元工作于9.5~10.5 GHz,在0~40°入射角度下具有360°范围内的线性相位调控能力,真空条件下的功率容量达到1.11 GW。采用该单元设计了半径为200 mm的圆形口径反射阵列天线,并使用全波仿真软件进行验证,利用口径相位分布的可重构特性,所设计的反射阵列天线可以实现±40°范围内的波束扫描。在10 GHz时,波束扫描过程中的增益下降小于1.7 dB,最大增益达到31.1 dBi,对应口径效率为73.42%,最低口径效率超过50%,副瓣电平和轴比始终低于-18.7 dB和1.6 dB。 展开更多

关键词 旋转移相技术 波束扫描 反射阵列天线 高功率微波 功率容量

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平面反射阵列天线的研究进展 被引量：3

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作者 王云秀 王秉中 +1 位作者 李华 刘会来 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期388-392,共5页

对平面反射阵列天线的研究进展做了比较全面的讨论,介绍了一些典型的平面反射阵列天线结构形式。通过改变天线的内部结构或尺寸,使得各微带贴片的反射波达到同相。平面反射阵列天线按结构一般可分为三类:通过调节每个贴片的尺寸来达到同... 对平面反射阵列天线的研究进展做了比较全面的讨论,介绍了一些典型的平面反射阵列天线结构形式。通过改变天线的内部结构或尺寸,使得各微带贴片的反射波达到同相。平面反射阵列天线按结构一般可分为三类:通过调节每个贴片的尺寸来达到同相;每个贴片的尺寸相同,改变每个贴片上连接的相位延迟线长度来调节相位;每个贴片的形状完全相同,但旋转角度不同,以此达到调相的目的。 展开更多

关键词 反射阵列天线 相位延迟 研究进展

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一种微带反射阵列天线单元带宽拓展方法 被引量：3

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作者 陈虎 李小秋 郑雪飞 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2011年第12期51-54,共4页

在微带反射阵列天线设计中,采用大小不同、结构相似的多个空心单元于同一层面上嵌套形成组合单元,可以拓展单元带宽。通过几种单元实例计算对比和实验阵面性能的仿真分析,结果表明采用此组合单元可有效拓展阵中单元及微带反射阵列天线... 在微带反射阵列天线设计中,采用大小不同、结构相似的多个空心单元于同一层面上嵌套形成组合单元,可以拓展单元带宽。通过几种单元实例计算对比和实验阵面性能的仿真分析,结果表明采用此组合单元可有效拓展阵中单元及微带反射阵列天线系统的工作带宽。应用此组合单元法步骤简单,具有一定的通用性,可为各种反射阵列天线设计和工程实践参考。 展开更多

关键词 反射阵列天线 带宽 组合单元

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一种微带反射阵列天线单元特性研究 被引量：5

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作者 陈虎 郑雪飞 李小秋 《微波学报》 CSCD 北大核心 2010年第S1期145-148,共4页

带开路短截线的贴片是微带反射阵列天线设计中最常用的单元形式之一。结合应用于民用航天领域的薄膜反射阵列天线设计,比较和分析不同物理参数、阵列环境下单元电讯性能变化特点,并优化设计单层薄膜反射阵列天线试验阵面,给出分析结果,... 带开路短截线的贴片是微带反射阵列天线设计中最常用的单元形式之一。结合应用于民用航天领域的薄膜反射阵列天线设计,比较和分析不同物理参数、阵列环境下单元电讯性能变化特点,并优化设计单层薄膜反射阵列天线试验阵面,给出分析结果,供不同应用背景下的反射阵列天线设计参考。 展开更多

关键词 反射阵列天线 贴片单元 开路短截线

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交叉振子平面反射阵列天线的分析 被引量：2

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作者 李亚峰 谢拥军 +1 位作者 杨锐 龚云峰 《现代电子技术》 2009年第13期24-26,共3页

分析交叉振子平面反射阵列天线的移相特性和传输特性,针对FFS地板和交叉振子构成双层结构的阵列天线,采用整体建模并利用Floquent方法数值分析了其移相与传输特性。结果表明,相比单层结构分析方法,该实验结果更加准确,有助于反射阵列天... 分析交叉振子平面反射阵列天线的移相特性和传输特性,针对FFS地板和交叉振子构成双层结构的阵列天线,采用整体建模并利用Floquent方法数值分析了其移相与传输特性。结果表明,相比单层结构分析方法,该实验结果更加准确,有助于反射阵列天线的精确设计。 展开更多

关键词 反射阵列 交叉振子 Floquent模 反射相移

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毫米波单脉冲反射阵列天线设计 被引量：1

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作者 李冰 孟洪福 窦文斌 《微波学报》 CSCD 北大核心 2015年第S2期80-83,共4页

本文设计了一个W波段毫米波单脉冲反射阵列天线,该反射阵列天线由五个喇叭、双曲面和微带反射阵列三部分组成,其中五个喇叭作为单脉冲天线的馈源,双曲面作为副反射面,微带反射阵列作为主反射面提供口径面上的等相位分布。仿真结果表明,... 本文设计了一个W波段毫米波单脉冲反射阵列天线,该反射阵列天线由五个喇叭、双曲面和微带反射阵列三部分组成,其中五个喇叭作为单脉冲天线的馈源,双曲面作为副反射面,微带反射阵列作为主反射面提供口径面上的等相位分布。仿真结果表明,天线性能与主反射面为抛物面的同口径单脉冲天线性能相当。该天线的和波束增益为40.1dB,S11小于-14dB的带宽为10.6%,在1.2GHz的带宽内方向图辐射性能基本保持不变。 展开更多

关键词 毫米波 单脉冲 微带 反射阵列天线

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宽带Ka波段平面反射阵列天线设计 被引量：2

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作者 张治强 赵加宁 +2 位作者 李芳 傅城 张海川 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期70-74,共5页

平面反射阵列天线的发展受到了带宽与功率容量两方面限制。为此,本文首先基于多谐振技术提出了一种新型平面反射阵列单元结构,相比于传统单元,所提出单元结构具有功率容量高、剖面低且相移曲线线性度好的特点。其次利用所提出单元,通过... 平面反射阵列天线的发展受到了带宽与功率容量两方面限制。为此,本文首先基于多谐振技术提出了一种新型平面反射阵列单元结构,相比于传统单元,所提出单元结构具有功率容量高、剖面低且相移曲线线性度好的特点。其次利用所提出单元,通过优化阵面特性在Ka波段设计了包含20×20个单元的平面反射阵列天线。最后利用电磁仿真软件进行模拟计算,结果显示在中心频点35 GHz处,天线峰值增益为27.58 dBi,口径效率为52.33%,副瓣小于−16.08 dB,并且在30.41~39.64 GHz频率范围内(相对带宽26.37%)天线增益跌落小于3 dB,并且所设计平面反射阵列天线最大功率容量可以达到13.99 MW,功率密度为218.54 W/mm^(2)。 展开更多

关键词 平面反射阵列天线 毫米波 多谐振 宽带 高功率容量

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宽带低副瓣微带反射阵列天线 被引量：2

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作者 官正涛 《电讯技术》 北大核心 2010年第5期80-83,共4页

为了实现便携式雷达设备的轻小型化,系统采用微带反射阵列天线替代传统的抛物反射面天线。该天线设计的难点是如何实现雷达工作频带内的天线低副瓣特性。采用微带延迟线的移相方案,并提出微带贴片与延迟线满足线性相移关系的匹配原则,... 为了实现便携式雷达设备的轻小型化,系统采用微带反射阵列天线替代传统的抛物反射面天线。该天线设计的难点是如何实现雷达工作频带内的天线低副瓣特性。采用微带延迟线的移相方案,并提出微带贴片与延迟线满足线性相移关系的匹配原则,实现了反射阵列天线的宽带低副瓣特性。实测结果表明,在X频段3.2%的带宽内,天线副瓣电平低于-25dB,并且天线效率不低于50%。 展开更多

关键词 便携式雷达 反射阵列 微带延迟线 低副瓣

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基于阵中单元模型的反射阵列天线远场分析方法

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作者 李华 邵维 +1 位作者 申俊瑛 郭玲 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期239-243,共5页

针对反射阵列天线远场分析的传统技术采用周期模型等效实际阵列环境的不足,提出一种基于阵中单元模型的远场分析方法。该方法以场叠加原理和等效原理为基础,借助电场积分方程从局域子阵单元上的表面电/磁流计算出单元的阵中方向图,再进... 针对反射阵列天线远场分析的传统技术采用周期模型等效实际阵列环境的不足,提出一种基于阵中单元模型的远场分析方法。该方法以场叠加原理和等效原理为基础,借助电场积分方程从局域子阵单元上的表面电/磁流计算出单元的阵中方向图,再进行总场合成。数值实验显示,利用该方法得到的反射阵列天线的远场方向图与商用软件FEKO的全结构仿真结果之间有良好的吻合度。该方法为突破大型平面/共形阵列天线的计算受限于计算机硬件的难题提供了一种解决方案。 展开更多

关键词 天线 辐射方向图 阵中单元模型 互耦 反射阵列天线

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一种可宽角度波束扫描的反射阵列天线

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作者 张翀 高式昌 +3 位作者 韦高 许家栋 张凯 李爱勤 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1373-1377,1406,共6页

近年来,卫星"动中通"系统已大量应用在高速交通工具上。系统中的高增益天线是影响"动中通"系统性能的重要因素之一。针对使用机械方式扫描的抛物面天线剖面较高以及使用电扫描的平面微带阵列天线馈电网络设计比较... 近年来,卫星"动中通"系统已大量应用在高速交通工具上。系统中的高增益天线是影响"动中通"系统性能的重要因素之一。针对使用机械方式扫描的抛物面天线剖面较高以及使用电扫描的平面微带阵列天线馈电网络设计比较复杂且损耗较大的问题,设计了一种双极化多层缝隙微带天线单元,并使用该单元天线设计了五个具有不同波束指向的折叠式反射阵列天线。仿真结果显示,所给出的阵元及阵列在4%的带宽内成功实现60度的最大扫描角度,充分验证了该设计方案的可行性。 展开更多

关键词 微带天线 反射阵列 宽角度扫描

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一体化馈源大角度扫描折叠式反射阵列天线

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作者 张翀 韦高 +4 位作者 许家栋 李建周 吴昌英 王彦芳 朱富国 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期766-771,共6页

卫星通讯服务的快速增长催生了对于“动中通”设备旺盛的需求.由于具有低剖面、加工方便、功能实现多样等特点,折叠式反射阵列具有应用于“动中通”系统的巨大潜力.针对这一应用需求,提出了一种具有大角度扫描能力的折叠式反射阵列设计... 卫星通讯服务的快速增长催生了对于“动中通”设备旺盛的需求.由于具有低剖面、加工方便、功能实现多样等特点,折叠式反射阵列具有应用于“动中通”系统的巨大潜力.针对这一应用需求,提出了一种具有大角度扫描能力的折叠式反射阵列设计方案,基于多层印刷电路板（Printed Circuit Board,PCB）技术,设计了一种工作在C波段可用于折叠式反射阵列具有60°扫描能力的微带缝隙单元,利用该单元设计了0°、45°和60°波束指向的固定波束折叠式反射阵列.此外,使用阵列馈源替代传统喇叭馈源,完成了馈源与主反射面的一体化设计,实现了折叠式反射阵列天线结构的平面化.固定波束折叠式反射阵列的仿真和实测结果表明在4.85~5.15GHz的频率范围内,阵列具有60°波束扫描的能力. 展开更多

关键词 折叠式反射阵列 微带缝隙阵列单元 一体化馈源 大角度波束扫描

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X波段高功率宽频带双螺旋反射阵列天线的设计 被引量：3

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作者 孔歌星 李相强 +1 位作者 张健穹 王庆峰 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期37-41,共5页

为了提升高功率微波辐射天线的带宽,提出并设计了一种X波段高功率圆极化反射阵列天线,该天线采用喇叭天线作为馈源,阵列天线单元由可旋转金属双螺旋线构成,通过旋转螺旋线可以实现360°的相位补偿,同时反射损耗极小。设计了15×... 为了提升高功率微波辐射天线的带宽,提出并设计了一种X波段高功率圆极化反射阵列天线,该天线采用喇叭天线作为馈源,阵列天线单元由可旋转金属双螺旋线构成,通过旋转螺旋线可以实现360°的相位补偿,同时反射损耗极小。设计了15×15矩形栅格螺旋反射阵列天线,全波仿真结果表明:该口径为315 mm的阵列天线在中心频点9.3 GHz下,增益为28 dB,轴比为0.53 dB,口径效率为52.6%;在8.5~10.9 GHz的频带范围内增益大于26.8 dB,轴比小于1.14 dB,1 dB增益带宽和40%以上口径效率带宽均大于21%;在真空中所能承受的最大功率约为207 MW。 展开更多

关键词 高功率微波 宽频带 螺旋天线 反射阵列天线 圆极化

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基于两种单元贴片的毫米波平面反射阵列天线 被引量：2

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作者 王晓天 薛谦忠 刘濮鲲 《微波学报》 CSCD 北大核心 2010年第3期88-91,共4页

针对单层介质单一贴片很难实现360°全域相位变化,文中提出了一种拥有环形贴片和环圆混合型贴片两种贴片组合结构的毫米波平面反射阵列天线,这种结构可以实现更为平滑的360°相位变化。利用这项技术,设计和分析了频率为94GHz的... 针对单层介质单一贴片很难实现360°全域相位变化,文中提出了一种拥有环形贴片和环圆混合型贴片两种贴片组合结构的毫米波平面反射阵列天线,这种结构可以实现更为平滑的360°相位变化。利用这项技术,设计和分析了频率为94GHz的单层毫米波微带平面反射阵列天线,仿真计算验证了该方案的可行性。 展开更多

关键词 平面反射阵列天线 毫米波 两种单元贴片

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基于分形单元的微带反射阵列天线设计 被引量：2

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作者 熊辉 陈星 《现代电子技术》 北大核心 2015年第15期57-59,62,共4页

分形呈现了自相似的图案，已被广泛应用于天线设计，以实现小型化和多频带。分形反射单元的提出，提供了一个在相位范围内更平滑的反射相位曲线。由于分形几何的空间填充性，反射阵面可以包括反射单元的种类较多。采用L系统法设计了一... 分形呈现了自相似的图案，已被广泛应用于天线设计，以实现小型化和多频带。分形反射单元的提出，提供了一个在相位范围内更平滑的反射相位曲线。由于分形几何的空间填充性，反射阵面可以包括反射单元的种类较多。采用L系统法设计了一种“万”字形分形结构的微带反射单元，反射面的物理口径为300min×300mm，反射单元规模为13×13。仿真和测试表明，在5．8GHz处，天线的增益为22．6dBi，阻抗带宽为6．9％（从5．71～6．11GHz），印证了“万”字形分形结构设计反射单元的可行性，研究结果为设计反射单元提供了一种有效的新方法。 展开更多

关键词 分形反射单元 L系统法 微带反射阵列 相移特性曲线 高增益天线

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基于液晶的28 GHz可调反射阵列天线单元研究 被引量：1

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作者 花磊 牛连生 +1 位作者 严静 于映 《南京邮电大学学报（自然科学版）》 北大核心 2022年第6期45-51,共7页

利用液晶作为可调相对介电常数衬底层引入反射阵列天线单元,实现了两款单元反射相位的连续可调。采用了5CB和E7两款液晶,以及0.168 mm和0.203 mm两种垫片厚度,对单元进行测试。测试结果表明,由于加工误差和液晶材料本身的局限性等因素,... 利用液晶作为可调相对介电常数衬底层引入反射阵列天线单元,实现了两款单元反射相位的连续可调。采用了5CB和E7两款液晶,以及0.168 mm和0.203 mm两种垫片厚度,对单元进行测试。测试结果表明,由于加工误差和液晶材料本身的局限性等因素,两款单元最佳测试结果分别为在25.2 GHz下实现105°的相移,最大损耗为24 dB,以及在26.05 GHz下实现75°的相移,最大损耗为18 dB。对中心为十字贴片的单元进行了组阵仿真,在液晶层相对介电常数设置为2.4~3.2的条件下,该阵列实现了±45°的宽角度波束扫描。最后,对测得的相移曲线与仿真进行拟合,得到实验中的液晶(5CB)在25.5 GHz左右时的相对介电常数变化范围为2.70~2.84。 展开更多

关键词 液晶 相对介电常数 反射阵列天线单元 波束扫描

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倾斜反射阵列相关器技术研究

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作者 张龙 周莉 +1 位作者 陈小兵 于新晓 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2005年第1期1-3,13,共4页

介绍了倾斜反射阵列相关器(SRAC)设计技术,并采用该技术在YZ-LiNbO3基片上制作了中心频率60MHz,带宽35MHz,色散时间40μs的声表面波沟槽反射栅色散延迟线,实现了60%的相对带宽,同时采用了幅度及相位补偿技术,改善了器件的幅频及相频特性... 介绍了倾斜反射阵列相关器(SRAC)设计技术,并采用该技术在YZ-LiNbO3基片上制作了中心频率60MHz,带宽35MHz,色散时间40μs的声表面波沟槽反射栅色散延迟线,实现了60%的相对带宽,同时采用了幅度及相位补偿技术,改善了器件的幅频及相频特性,实现了主副瓣比35dB。 展开更多

关键词 声表面波 倾斜反射阵列相关器 相位补偿 主副瓣比

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高功率宽频比C/X双频反射阵列天线设计

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作者 陈瑞 李相强 +1 位作者 张健穹 王庆峰 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期59-65,共7页

为了满足高功率微波系统对宽频比双频辐射天线的研究需求,提出了一种可工作在C/X双频段的高功率圆极化反射阵列天线。天线单元采用介质埋藏的贴片单元形式,贴片部分由外圈的椭圆环贴片嵌套内圈的椭圆贴片组成,分别实现低频(C波段)和高... 为了满足高功率微波系统对宽频比双频辐射天线的研究需求,提出了一种可工作在C/X双频段的高功率圆极化反射阵列天线。天线单元采用介质埋藏的贴片单元形式,贴片部分由外圈的椭圆环贴片嵌套内圈的椭圆贴片组成,分别实现低频(C波段)和高频(X波段)的辐射。这种嵌套式的单元形式使得天线可以实现较宽的频比,同时由于单元采用无突变结构且单元被埋藏在介质中避免了三相点的出现,从而具有较高的功率容量。高低频段的两种贴片都采用绕轴旋转的方式来调节反射相位,可以在反射损耗较小的基础上满足360°的反射相位调节。基于以上双频辐射单元设计了一个口径尺寸为400 mm×400 mm的20×20矩形栅格排布反射阵列天线,设计结果表明天线在4.3 GHz下的增益为22.2 dBi,口径效率为40.2%,常压空气中的功率容量为10.4 MW;在10.4 GHz下的增益为29.9 dBi,口径效率为40.5%,常压空气中的功率容量为12.2 MW。该天线高低工作频率的频比达到2.4,且具有高效率和高功率容量的特点。 展开更多

关键词 高功率微波 宽频比 双频 反射阵列天线 椭圆环贴片

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一种“风车”形单元平面反射阵列天线的设计

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作者 马宇 张浩 +1 位作者 刘婷 章海锋 《南京师大学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期81-86,共6页

为了改善反射阵列单元相位特性曲线的线性度,扩大相位补偿的覆盖范围,采用了一种新型的反射阵列单元,即在传统的反射阵列单元上方加上一层介质匹配层.仿真结果表明,相比传统的设计方式,新型反射阵列单元的相位特性曲线线性度得到明显改... 为了改善反射阵列单元相位特性曲线的线性度,扩大相位补偿的覆盖范围,采用了一种新型的反射阵列单元,即在传统的反射阵列单元上方加上一层介质匹配层.仿真结果表明,相比传统的设计方式,新型反射阵列单元的相位特性曲线线性度得到明显改善,相位补偿实现了0°~360°的完全覆盖.本文中固态等离子体(GaAs)代替金属工作,利用固态等离子体的可重构特性设计了一款具有动态波束扫描的平面反射阵列天线,反射主波束的方向分别达到了预期设计的15°、20°和25°,并且每个天线的副瓣和主瓣都相差了至少10dB以上.通过动态调节固态等离子体的激励状态,即改变反射阵列单元的谐振结构,可以实现空间波束扫描. 展开更多

关键词 反射阵列天线 相位补偿 固态等离子体 可调谐 匹配层

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新型微带反射阵列天线单元设计与研究

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作者 黄林台 郭陈江 +1 位作者 丁君 李余占 《科学技术与工程》 2011年第7期1457-1460,共4页

采用单层方环和圆贴片的复合结构作为微带平面反射阵列天线的单元,利用Ansfot HFSS仿真软件分析了单元的相移特性,并以此为阵元设计仿真了一个X波段49单元微带反射阵列天线。仿真结果显示,在中心频率10 GHz处,阵列天线的增益达到19.5 d... 采用单层方环和圆贴片的复合结构作为微带平面反射阵列天线的单元,利用Ansfot HFSS仿真软件分析了单元的相移特性,并以此为阵元设计仿真了一个X波段49单元微带反射阵列天线。仿真结果显示,在中心频率10 GHz处,阵列天线的增益达到19.5 dB。在(8.5—11.5)GHz的频带上增益跌落小于3 dB,半功率波瓣宽度为13°,实现了高增益和宽频带性能。 展开更多

关键词 微带反射阵列天线 方环和圆贴片 宽带

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