小型化波导圆极化阵列天线设计

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作者 李明泽 刘浩 +1 位作者 李昊霖 于伟华 《微波学报》 CSCD 北大核心 2024年第S1期40-43,共4页

本文设计了一种太赫兹小型化波导圆极化阵列天线,其中包括十六个圆极化辐射单元组成的辐射口面和一分十六功分器。圆极化辐射单元是由波导口激励的加载了梯形金属块的辐射腔体。为适应4×4阵列天线馈电口的紧凑性,采用了4层馈电网... 本文设计了一种太赫兹小型化波导圆极化阵列天线,其中包括十六个圆极化辐射单元组成的辐射口面和一分十六功分器。圆极化辐射单元是由波导口激励的加载了梯形金属块的辐射腔体。为适应4×4阵列天线馈电口的紧凑性,采用了4层馈电网络组成的一分十六功分器。最终天线尺寸为4.4λ×5.08λ×7.2λ(f=145GHz),在140-150GHz内平均增益22.8dBi,轴比小于2.5dB。同时实现了圆极化阵列天线的小型化与高增益,对于小型化波导圆极化阵列天线的发展及其应用具有参考价值。 展开更多

关键词 太赫兹 小型化 圆极化 波导馈电网络 波导阵列天线

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宽带高性能四脊波导圆极化器设计 被引量：3

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作者 王进 杜彪 +1 位作者 孙立杰 解磊 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期611-618,共8页

在射电望远镜和卫星通信天线中,圆极化器是关键部件之一。传统圆极化器在保证0.75 dB轴比时的相对带宽最多为41%,无法满足日益增长的宽频带应用需求。该文利用四脊波导的宽带特性,通过采用具有不同尺寸的水平脊和垂直脊,使四脊波导两个... 在射电望远镜和卫星通信天线中,圆极化器是关键部件之一。传统圆极化器在保证0.75 dB轴比时的相对带宽最多为41%,无法满足日益增长的宽频带应用需求。该文利用四脊波导的宽带特性,通过采用具有不同尺寸的水平脊和垂直脊,使四脊波导两个正交主模的相位常数不同,来实现宽带移相特性,并给出了一种宽带四脊波导圆极化器的设计方法。按照这一方法,设计了一款宽带C波段圆极化器,工作带宽为3.625～7.025 GHz,相对带宽64%。该文还研究了圆极化器主要参数变化对其性能的影响,加工并实测了一个圆极化器样机。实测结果显示出,该圆极化器两个正交极化的反射损耗均小于–21 dB,相差90°±3.8°,相应的轴比小于0.6 dB。测试与仿真结果吻合良好,证明了分析与设计方法的正确性。 展开更多

关键词 天线 圆极化器 宽频带 四脊波导 敏感性分析

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8-18GHz介质板极化器的分析与设计 被引量：6

3

作者 魏振华 田立松 +2 位作者 冯旭东 尹家贤 张爱民 《雷达科学与技术》 2008年第5期396-400,共5页

介质板极化器在天线设计中的应用非常广泛。从介质板波导形成圆极化波的原理出发,推导出差相移与波导传播常数的关系式。因此只需利用数值方法计算波导的传播常数,从而减小了仿真计算量。分析表明在8-18GHz超宽带范围内,方波导中插入介... 介质板极化器在天线设计中的应用非常广泛。从介质板波导形成圆极化波的原理出发,推导出差相移与波导传播常数的关系式。因此只需利用数值方法计算波导的传播常数,从而减小了仿真计算量。分析表明在8-18GHz超宽带范围内,方波导中插入介质板的圆极化轴比理论上只能达到2.03dB。文中提出介质板插入结合波导口径变形的方法使圆极化轴比小于1.53dB,驻波比小于1.23。对介质板波导的关键参数进行误差分析,得到加工误差对圆极化性能的影响小于2.5%。 展开更多

关键词 介质板极化器 圆极化性能分析 波导口径变换 误差分析

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同轴插板式TEM——TE_(11)模式转换器的设计与实验研究 被引量：12

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作者 刘庆想 袁成卫 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期897-900,共4页

介绍了同轴插板式TEM—TE11模式转换器的设计在同轴波导内沿径向插入四块金属板,将同轴TEM模转变为扇形截面波导TE11模,通过控制插板的长度使不同扇形截面波导输出TE11模的相位不同,最后在圆波导内形成TE11模;通过在插板的前端设置角向... 介绍了同轴插板式TEM—TE11模式转换器的设计在同轴波导内沿径向插入四块金属板,将同轴TEM模转变为扇形截面波导TE11模,通过控制插板的长度使不同扇形截面波导输出TE11模的相位不同,最后在圆波导内形成TE11模;通过在插板的前端设置角向均匀分布的金属杆,实现了模式转换器的良好匹配。实验测得模式转换器的辐射方向图轴向最大,与数值计算结果吻合良好,表明实验中模式转换器的输出模式与数值计算结果一致,从而验证了同轴插板式模式转换器的可行性。 展开更多

关键词 模式变换器 高功率微波 同轴波导 圆波导

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一种共面波导馈电的圆极化天线的设计 被引量：4

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作者 王丽黎 雷兰 +1 位作者 杨海龙 陈丹 《微波学报》 CSCD 北大核心 2018年第3期37-40,共4页

RFID系统在当今社会应用广泛,天线在RFID系统中的作用尤其重要,圆极化天线的设计大大提高了系统的灵活性和可靠性。给出了一款通用频带的特高频RFID阅读器天线。该天线通过共面波导馈电,在介质层顶部的接地平面刻蚀方形槽,为了增加天线... RFID系统在当今社会应用广泛,天线在RFID系统中的作用尤其重要,圆极化天线的设计大大提高了系统的灵活性和可靠性。给出了一款通用频带的特高频RFID阅读器天线。该天线通过共面波导馈电,在介质层顶部的接地平面刻蚀方形槽,为了增加天线阻抗带宽,将共面波导馈线弯折设计;为了提升天线的圆极化性能,在槽内适当添加L型连接线。该天线实现了410 MHz的阻抗带宽和488 MHz的轴比带宽,天线尺寸为115 mm×115 mm×0.3 mm。 展开更多

关键词 RFID 共面波导馈电 圆极化 天线

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宽频带低轴比双圆极化波导阵列天线设计 被引量：6

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作者 张洪涛 汪伟 +2 位作者 梁仙灵 金谋平 卢晓鹏 《雷达科学与技术》 北大核心 2017年第1期50-54,共5页

基于波导损耗小、易加工等特点,设计了一种应用于卫星通信系统的新型X波段宽频带低轴比双圆极化波导阵列天线。采用平面方形喇叭阵列、正交模耦合器和波导窄边耦合功分器来实现双圆极化的工作方式。据此设计,加工了一套16×16单元... 基于波导损耗小、易加工等特点,设计了一种应用于卫星通信系统的新型X波段宽频带低轴比双圆极化波导阵列天线。采用平面方形喇叭阵列、正交模耦合器和波导窄边耦合功分器来实现双圆极化的工作方式。据此设计,加工了一套16×16单元天线阵列,尺寸大小为440mm×440mm×50mm。采用电磁仿真软件Ansoft HFSS进行仿真设计,详细介绍了该天线的设计方法,测试结果和仿真结果吻合良好。测试结果表明,该天线在12%的工作频段内轴比优于1.5dB,驻波比优于1.6,带内增益大于31.0dB,天线辐射效率优于80%。 展开更多

关键词 X波段 宽带 双圆极化 低轴比 波导阵列天线

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一种新颖的圆极化波导阵列天线设计 被引量：5

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作者 张洪涛 汪伟 +1 位作者 张智慧 翟永波 《雷达科学与技术》 2014年第3期329-332,共4页

介绍了一种新型的Ku波段赋形圆极化波导缝隙阵列天线设计,采用矩形波导宽边纵向直缝隙耦合馈电四脊方形开口波导实现了波导天线的圆极化工作;采用波导窄边耦合器形式的功分器和配相波导组成的馈电网络,控制各线阵的幅度和相位,利用幅度... 介绍了一种新型的Ku波段赋形圆极化波导缝隙阵列天线设计,采用矩形波导宽边纵向直缝隙耦合馈电四脊方形开口波导实现了波导天线的圆极化工作;采用波导窄边耦合器形式的功分器和配相波导组成的馈电网络,控制各线阵的幅度和相位,利用幅度和相位加权的方法实现了圆极化波导天线的波束赋形工作。基于项目需求设计、加工了一套24×16单元天线阵列,测试结果表明,该天线在3%的频段内轴向轴比优于3.0dB、驻波比优于1.6、赋形波束区域覆盖了-40°~0°的范围,满足了项目的指标要求。 展开更多

关键词 圆极化 赋形波束 波导缝隙天线 四脊波导

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X波段高功率微波TE_(11)模圆极化器 被引量：1

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作者 张治强 方进勇 +5 位作者 李佳伟 黄惠军 王康懿 宋志敏 黄文华 焦永昌 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期1909-1912,共4页

基于圆波导TE11模的模式简并特性和微波在椭圆波导中传输两个正交TE11模式相速不同的性质,研制了一种带有椭圆波导结构的圆波导TE11模圆极化器。该圆极化器通过圆波导到椭圆波导的过渡段,将输入的线极化TE11模式分成两个等幅、正交的TE1... 基于圆波导TE11模的模式简并特性和微波在椭圆波导中传输两个正交TE11模式相速不同的性质,研制了一种带有椭圆波导结构的圆波导TE11模圆极化器。该圆极化器通过圆波导到椭圆波导的过渡段,将输入的线极化TE11模式分成两个等幅、正交的TE11模,然后调整椭圆波导长度,使得两个正交的TE11模式的相位差为90°,实现了TE11模式微波线极化到圆极化的转换。利用时域有限差分软件优化设计了该圆极化器,并按照优化的结构尺寸加工了一套实验装置进行了实验测试,测试结果表明:在工作频率9～10 GHz范围内,该圆极化器轴比小于1 dB,驻波比小于1.1,且功率容量大于1.6 GW。 展开更多

关键词 高功率微波 圆极化 圆波导 椭圆波导 模式简并

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一种全向圆极化微带天线 被引量：3

9

作者 张前悦 王光明 李兴成 《现代电子技术》 2007年第5期101-102,共2页

介绍了一种平面结构的全向圆极化微带天线。天线由两个带有简并分离单元的矩形贴片组成,两个贴片背靠背地分布在共面波导的上、下两面。天线基片宽度较窄,导致天线在方位面内实现全向辐射。设计并实测了一个工作于Ku波段的天线,实测的... 介绍了一种平面结构的全向圆极化微带天线。天线由两个带有简并分离单元的矩形贴片组成,两个贴片背靠背地分布在共面波导的上、下两面。天线基片宽度较窄,导致天线在方位面内实现全向辐射。设计并实测了一个工作于Ku波段的天线,实测的阻抗带宽达到5.4%,天线在方位面的圆极化轴比均小于2.8 dB。该研究为下一步进行毫米波全向圆极化天线的研究奠定了基础。 展开更多

关键词 圆极化 全向天线 共面波导 微带天线

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一种改进的共面波导馈电圆极化天线阵 被引量：1

10

作者 张厚 郑宏兴 王剑 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期148-151,共4页

针对传统平面阵列天线圆极化轴比带宽窄的不足,将顺序旋转馈电技术与共面波导馈电相结合,对一种共面波导馈电的圆极化天线阵进行了改进,适当选择天线单元的旋转角度并对馈线进行相应的相位补偿,就可以增加圆极化天线阵的轴比带宽.仿真... 针对传统平面阵列天线圆极化轴比带宽窄的不足,将顺序旋转馈电技术与共面波导馈电相结合,对一种共面波导馈电的圆极化天线阵进行了改进,适当选择天线单元的旋转角度并对馈线进行相应的相位补偿,就可以增加圆极化天线阵的轴比带宽.仿真结果表明,改进后的阵列天线轴比带宽由传统的0.9%增加到3.7%,同时阵列天线的阻抗带宽也由传统的3.2%增加到6.9%. 展开更多

关键词 圆极化天线 轴比 带宽 共面波导

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Bessel函数与三角函数之积的级数展开及在微波滤波器中的应用 被引量：4

11

作者 李胜先 吴须大 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第9期46-48,15,共4页

根据对平面波函数运用Fourier Bessel定理 ,经过一系列推导并进行反Fourier变换 ,得到了直角坐标系下Bessel函数与三角函数之积的一种级数展开 ,该表达式应用到矩 圆波导结的计算中 ,能解析地推出其广义S参数 ,得到与文献和HFSS软件较... 根据对平面波函数运用Fourier Bessel定理 ,经过一系列推导并进行反Fourier变换 ,得到了直角坐标系下Bessel函数与三角函数之积的一种级数展开 ,该表达式应用到矩 圆波导结的计算中 ,能解析地推出其广义S参数 ,得到与文献和HFSS软件较为一致的结果 .计算了Ku和Ka频段多种尺寸的有厚度的矩形孔的耦合系数 ,并与文献、实验数据进行了比较 ,吻合较好 ,设计了一个Ku频段 6阶类椭圆函数滤波器 ,实验性能与理论结果一致 . 展开更多

关键词 BESSEL函数 级数展开 微波滤波器 三角函数

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介质加载圆形槽波导的分析 被引量：1

12

作者 徐耀忠 杨鸿生 王惠燕 《微波学报》 CSCD 北大核心 2004年第3期26-29,共4页

采用矢量基函数的有限元方法 ,在开放边界处采用完全匹配层 (PML)截断无限区域。分析了在圆形槽波导不同位置加载平板状介质时的模式特点。分析表明介质加载时圆形槽波导的模式次序要发生变化 ,为设计圆形槽波导微波化学反应器提供了依据。

关键词 圆形槽波导 PML 加载 完全匹配层 截断 介质 基函数 次序 微波化学 矢量

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X波段双圆极化喇叭天线的设计与仿真 被引量：5

13

作者 齐健 《航空兵器》 2012年第1期38-40,47,共4页

介绍了一种基于波导圆极化器的新型X波段双圆极化喇叭天线,该天线由同轴波导转换器、波导隔板圆极化器和喇叭组成。为了改善天线的辐射特性,双扼流环多模喇叭馈源被用来抑制旁瓣,波导隔板圆极化器采用圆波导结构,由HFSS9.2软件进行了建... 介绍了一种基于波导圆极化器的新型X波段双圆极化喇叭天线,该天线由同轴波导转换器、波导隔板圆极化器和喇叭组成。为了改善天线的辐射特性,双扼流环多模喇叭馈源被用来抑制旁瓣,波导隔板圆极化器采用圆波导结构,由HFSS9.2软件进行了建模仿真计算。结果表明,这种天线带宽宽,具有良好的方向性和圆极化特性。 展开更多

关键词 双圆极化 波导隔板圆极化器 喇叭天线

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圆波导介质加载锁式铁氧体变极化器的实验研究

14

作者 车文荃 沙侃 +1 位作者 温勇武 温俊鼎 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第10期143-144,共2页

在实验基础上，本文给出圆波导锁式铁氧体变极化器的介质加载的研究结果．实验表明，在铁氧体环内适当加载介质，可明显提高器件的相移，而对插入损耗特性影响甚微．这一发现对改进器件性能。

关键词 变极化器 圆波导 介质加载

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圆波导TM_(01)模激励加多扇区介质透镜圆锥喇叭的时域分析

15

作者 袁海军 钟辉煌 《微波学报》 CSCD 北大核心 2005年第1期5-9,13,共6页

提出了一种改善TM01模辐射特性的方法,即将具有不同厚度扇区的介质透镜放置于圆锥喇叭口径处,给出了该天线辐射场的解析公式,并结合完全匹配层(PML)吸收边界的时域有限差分法(FDTD)分析了天线的辐射场、反射系数及场分布。实验结果与理... 提出了一种改善TM01模辐射特性的方法,即将具有不同厚度扇区的介质透镜放置于圆锥喇叭口径处,给出了该天线辐射场的解析公式,并结合完全匹配层(PML)吸收边界的时域有限差分法(FDTD)分析了天线的辐射场、反射系数及场分布。实验结果与理论分析一致,因此,选择适当的介质厚度,由圆波导TM01模激励的加多扇区介质透镜圆锥喇叭辐射圆极化轴向为极大值的远场方向图,得到较高的增益。 展开更多

关键词 时域有限差分法 圆波导 TM01模 圆锥喇叭 圆极化 介质透镜 完全匹配层

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圆波导铁氧体锁式变极化器的阻抗匹配研究

16

作者 沙侃 车文荃 +1 位作者 温勇武 温俊鼎 《电子科学学刊》 CSCD 2000年第3期526-528,共3页

本文对铁氧体环加载圆波导锁式变极化器进行了阻抗匹配研究。从而提出了一种设计铁氧体环加载圆波导变极化器阻抗匹配的方法。推导出了λ/4阻抗匹配的计算公式,计算得到了阻抗变换器的尺寸,测试了实际样品的匹配性能,实测结果和理论计... 本文对铁氧体环加载圆波导锁式变极化器进行了阻抗匹配研究。从而提出了一种设计铁氧体环加载圆波导变极化器阻抗匹配的方法。推导出了λ/4阻抗匹配的计算公式,计算得到了阻抗变换器的尺寸,测试了实际样品的匹配性能,实测结果和理论计算吻合得很好。 展开更多

关键词 圆波导 锁式变极化器 阻抗匹配 铁氧体

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介质填充圆波导中TM_(01)-TE_(11)模式变换的理论和实验研究 被引量：3

17

作者 唐世荣 杨梓强 兰峰 《微波学报》 CSCD 北大核心 2008年第6期78-81,共4页

提出了采用介质填充实现圆波导中TM01-TE11模式变换的方法,设计了中心频率为7.2GHz的圆波导TM01-TE11模式变换器,并进行模拟研究和实验研究。当介质材料采用聚四氟乙烯时,仿真结果表明:该模式变换器的最大转换效率为99.88%,转换效率大于... 提出了采用介质填充实现圆波导中TM01-TE11模式变换的方法,设计了中心频率为7.2GHz的圆波导TM01-TE11模式变换器,并进行模拟研究和实验研究。当介质材料采用聚四氟乙烯时,仿真结果表明:该模式变换器的最大转换效率为99.88%,转换效率大于90%的绝对带宽为0.71GHz;实验中测试到的S11参数与模拟结果基本一致,证明了该变换器技术方案的可行性和模拟结果的正确性。 展开更多

关键词 介质填充 不连续波导 模式变换器 圆波导

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用八孔耦合器识别TM0_(1)/TE_(11)混模中TE_(11)模式的方法 被引量：3

18

作者 任杰 翁明 +3 位作者 雷乐 林舒 曹猛 翟永贵 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2022年第9期1-8,共8页

在高功率微波传输系统中,为了提高功率容量和效率,往往采用过模波导,因此圆波导中往往出现TM_(01)和TE_(11)混合模式的情况。采用角向均匀分布的8孔圆波导耦合器,对提取TE_(11)模式的混合比和极化角度的方法进行了分析和研究。分析了圆... 在高功率微波传输系统中,为了提高功率容量和效率,往往采用过模波导,因此圆波导中往往出现TM_(01)和TE_(11)混合模式的情况。采用角向均匀分布的8孔圆波导耦合器,对提取TE_(11)模式的混合比和极化角度的方法进行了分析和研究。分析了圆波导中TM_(01)和TE_(11)模式在耦合孔处的电场分布,并采用CST对各耦合孔的输出功率进行了模拟计算,得出相互正对的耦合孔的平均功率与8个孔的平均功率之比与模式之间的相位差无关的结论。同时,发现该比值与TE_(11)模式的混合比成线性关系,线性关系中的比例系数是极化角度线性函数。通过线性拟合获得了计算TE_(11)模式混合比和极化方向的表达式。与仿真设定的参数相比,用该表达式计算的结果表明,在TE_(11)模式混合比小于30%时,用其计算TE_(11)模式的混合比和极化角度是可行的,误差不超过10%。在此基础上,给出了实际情况下TE_(11)模式信息的具体判断方法。 展开更多

关键词 圆波导耦合器 高功率微波 模式混合比 极化角度

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脊波导缝隙圆极化天线的设计 被引量：2

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作者 刘巍 汪敏 +1 位作者 徐建凯 吴文 《微波学报》 CSCD 北大核心 2014年第6期22-25,共4页

设计了一种新型脊波导缝隙圆极化天线。在脊波导宽边开并联纵缝,从波导耦合电磁波至其上方的四脊波导圆极化器,实现圆极化辐射。采用脊波导不仅减小了单元尺寸,更改善了天线的带宽性能。重点研究了四脊波导圆极化器对相互垂直的两辐射... 设计了一种新型脊波导缝隙圆极化天线。在脊波导宽边开并联纵缝,从波导耦合电磁波至其上方的四脊波导圆极化器,实现圆极化辐射。采用脊波导不仅减小了单元尺寸,更改善了天线的带宽性能。重点研究了四脊波导圆极化器对相互垂直的两辐射场分量的影响,优化单元的轴比特性。在提取单元谐振电导的基础上,设计了工作在10GHz的1×10圆极化波导缝隙阵列。对天线实物测试得到中心频率处的增益为16.8d B,第一副瓣电平为25d B,阻抗带宽约为8.5%,相对轴比带宽(AR≤3d B)约为3.2%。 展开更多

关键词 脊波导缝隙天线 圆极化 共口径天线

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复杂环境对漏泄圆波导辐射特性的影响 被引量：1

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作者 张冲 王均宏 +2 位作者 陈美娥 张展 李铮 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第3期457-462,共6页

漏泄圆波导应用于城市轨道交通时,其辐射特性容易受到其附近复杂环境的影响,进而影响到无线通信系统的正常运行.以雪覆盖为例,研究了不同厚度、不同湿度的雪对漏泄圆波导辐射特性的影响,提出了抵抗恶劣环境影响的措施.结果表明:积雪对... 漏泄圆波导应用于城市轨道交通时,其辐射特性容易受到其附近复杂环境的影响,进而影响到无线通信系统的正常运行.以雪覆盖为例,研究了不同厚度、不同湿度的雪对漏泄圆波导辐射特性的影响,提出了抵抗恶劣环境影响的措施.结果表明:积雪对漏泄圆波导的近场场强影响比较明显,且波导的远场随雪湿度与厚度的增大而降低;通过在漏泄波导表面加一层介电常数接近空气的泡沫塑料层,可以有效降低雪对漏泄波导辐射特性的影响,从而提高无线通信系统的可靠性. 展开更多

关键词 漏泄圆波导 雪覆盖 辐射特性 防护措施 介质层

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