天线外场测试中地面反射的影响分析

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作者 汪承慧 朱杨 王放 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期378-384,共7页

低频天线外场测试时往往很难彻底消除地面反射的影响,而地面反射波对直达波的矢量叠加导致待测天线口面上场强分布不均匀,引入较大的测试误差。为消除或减小误差,本文通过建立地面反射模型分析了收发天线高度、收发天线水平距离及地面... 低频天线外场测试时往往很难彻底消除地面反射的影响,而地面反射波对直达波的矢量叠加导致待测天线口面上场强分布不均匀,引入较大的测试误差。为消除或减小误差,本文通过建立地面反射模型分析了收发天线高度、收发天线水平距离及地面反射特性对待测天线口面上的反射波或合成场的影响,推导了合成场分布、最佳发射天线高度等计算公式。利用该模型基于实测数据拟合得到地面反射系数幅度和相位,从而得到优化后的测试天线布局。本文基于该模型对外场测试天线高度进行优化后,待测天线口面垂直方向上场强幅度最大值与最小值比值由5.4 dB降到1 dB以内,证明了该分析方法的有效性。该方法可用于低频大口径天线的外场测试方案设计及试验验证工作。 展开更多

关键词 外场测试 天线测试 地面反射系数 反射波 测试步骤

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新型P波段宽带宽角双圆极化天线单元设计 被引量：2

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作者 张玉梅 赖清华 +2 位作者 张立新 周子成 李雁 《微波学报》 CSCD 北大核心 2018年第A01期82-85,共4页

本文介绍了一种新型P波段宽带宽角双圆极化天线单元的设计,仿真结果和测试结果表明,该天线单元在十分宽的带宽内(50%)实现了两维±60°扫描能力和十分优良的双圆极化性能。

关键词 天线单元 双圆极化 轴比 宽角扫描 宽带

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一种高口径效率毫米波喇叭天线设计 被引量：1

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作者 张晨 高初 《微波学报》 CSCD 北大核心 2018年第A01期212-214,共3页

本文设计了一种高效率的光壁喇叭天线。该天线工作在Ka频段,采用变张角和多段设计,在整个带宽内实现了较高的增益。利用HFSS仿真软件,对多段喇叭的参数进行调节。进一步优化喇叭结构,降低了加工的难度。实物测试时配合使用开槽式圆极化... 本文设计了一种高效率的光壁喇叭天线。该天线工作在Ka频段,采用变张角和多段设计,在整个带宽内实现了较高的增益。利用HFSS仿真软件,对多段喇叭的参数进行调节。进一步优化喇叭结构,降低了加工的难度。实物测试时配合使用开槽式圆极化器。最终的实测结果表明,实现了大约90%的口径效率和优于20dB的交叉极化。 展开更多

关键词 毫米波 喇叭 口径效率

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低剖面紧耦合超宽带阵列天线设计 被引量：5

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作者 邹文慢 方佳 +2 位作者 张小林 金谋平 刘颂阳 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2023年第3期400-406,共7页

随着多功能、一体化电子信息装备的快速发展,对超宽带阵列天线的需求也愈加迫切.机载、舰载等平台对载荷的重量、尺寸等往往有较为严格的限制,低剖面、轻量化超宽带相控阵天线的设计可以有效解决平台限制与多功能需求之间的矛盾.本文提... 随着多功能、一体化电子信息装备的快速发展,对超宽带阵列天线的需求也愈加迫切.机载、舰载等平台对载荷的重量、尺寸等往往有较为严格的限制,低剖面、轻量化超宽带相控阵天线的设计可以有效解决平台限制与多功能需求之间的矛盾.本文提出了一种基于紧耦合偶极子天线单元的低剖面、轻量化超宽带阵列天线设计方案,该天线采用寄生偶极子匹配层和频率选择表面(frequency selective surface,FSS)匹配层代替传统的介质宽角阻抗匹配层,在实现宽角扫描的同时还能有效减小天线重量.通过电磁仿真优化,该阵列天线单元可以实现6∶1的工作带宽,剖面高度小于低频的十分之一波长;E面±60°扫描满足电压驻波比(voltage standing wave ratio,VSWR)≤3,H面±45°扫描满足VSWR≤3.5.为了验证所设计阵列天线的性能,加工了规模大小为16×16的原理样机进行实测,测量结果与仿真结果基本吻合. 展开更多

关键词 低剖面 轻量化 紧耦合偶极子 寄生偶极子匹配层 频率选择表面(FSS)匹配层

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毫米波相控阵板级集成天线技术研究 被引量：5

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作者 王泉 陈俐 +4 位作者 邹文慢 谢安然 陈谦 张雪雷 金谋平 《雷达科学与技术》 北大核心 2020年第5期461-465,共5页

随着毫米波雷达及通信系统的快速发展,有源相控阵天线日益成为当前研究的热门天线形式。然而,毫米波有源相控阵存在空间紧凑、结构复杂、装配繁琐等问题。本文介绍了一种可应用于毫米波相控阵的板级集成天线,并对其天线阵列、垂直过渡... 随着毫米波雷达及通信系统的快速发展,有源相控阵天线日益成为当前研究的热门天线形式。然而,毫米波有源相控阵存在空间紧凑、结构复杂、装配繁琐等问题。本文介绍了一种可应用于毫米波相控阵的板级集成天线,并对其天线阵列、垂直过渡等关键结构的设计进行了讨论。该阵面将天线阵列、收发组件和馈电网络全部集成在一块基板上,具有结构简单易于量产的特点。文末给出了对所设计的有源阵面的暗室测试结果,结果表明该天线在毫米波雷达和通信系统中具有巨大的应用潜力。 展开更多

关键词 有源阵面 低成本 毫米波 板级集成天线

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星载喇叭圆环阵的研制

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作者 方佳 官伟 张小林 《微波学报》 CSCD 北大核心 2024年第S1期17-19,共3页

与平面阵列相比,圆柱阵列具有扫描增益、副瓣和波束形状不变,能实现360°全向覆盖,波束控制更灵活等优点,因此圆柱阵技术在雷达领域的应用趋于广泛。本文根据需要设计了一个X波段喇叭圆环阵,阵列由37个天线单元组成,覆盖180°... 与平面阵列相比,圆柱阵列具有扫描增益、副瓣和波束形状不变,能实现360°全向覆盖,波束控制更灵活等优点,因此圆柱阵技术在雷达领域的应用趋于广泛。本文根据需要设计了一个X波段喇叭圆环阵,阵列由37个天线单元组成,覆盖180°空域。通过开关选通37个喇叭中相邻的14个喇叭形成瞬时窄波束,每路均接入一个移相器,用以补偿波束形成中的单元相位差,同时实现天线波瓣优化的相位加权。同时针对星载平台对喇叭天线单元进行了减重设计。 展开更多

关键词 圆柱阵 星载 喇叭 减重 移相

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非周期性瓦片在有限视场相控阵中的应用

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作者 强云飞 汪伟 +1 位作者 伍瑞新 方小川 《雷达科学与技术》 北大核心 2024年第6期607-612,共6页

本文提出了一种基于非周期瓦片(又称“Einstein”瓦片)的天线阵面密铺方法。由于非周期瓦片结构具有天然的非对称性,可以有效抑制大间距稀疏阵面的栅瓣电平。该天线阵面布局的显著优势在于,仅凭一种非周期瓦片便能实现平面阵列的无交叠... 本文提出了一种基于非周期瓦片(又称“Einstein”瓦片)的天线阵面密铺方法。由于非周期瓦片结构具有天然的非对称性,可以有效抑制大间距稀疏阵面的栅瓣电平。该天线阵面布局的显著优势在于,仅凭一种非周期瓦片便能实现平面阵列的无交叠、无间隙拼接,且无需依赖复杂的优化算法即可实现密铺布局。相比之下,传统周期瓦片的布局通常需要借助复杂的优化算法,这使得本文提出的方法在降低优化成本方面具备明显优势。此外,只需对瓦片内少数天线单元的位置进行优化,即可获得优异的栅瓣抑制效果。对于有限视场扫描雷达而言,本文提出的阵面布局方法极具吸引力。文中详细描述了天线阵面的布局方案及栅瓣抑制度,并通过仿真计算验证了该方法的可行性。 展开更多

关键词 非周期瓦片 栅瓣抑制 有限视场 相控阵天线

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多通道高速数字收发设计 被引量：6

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作者 胡晓芳 郑世连 +1 位作者 朱亮 魏云清 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2019年第5期73-76,共4页

雷达系统小型化的发展趋势要求收发分系统不断提高集成度以减小设备体积。文中介绍了一种多通道高速数字收发模块的设计方法,在一个模块上同时实现16通道射频波形产生和16通道中频采集功能。波形产生基于数字直接合成方式,工作频率1.6 G... 雷达系统小型化的发展趋势要求收发分系统不断提高集成度以减小设备体积。文中介绍了一种多通道高速数字收发模块的设计方法,在一个模块上同时实现16通道射频波形产生和16通道中频采集功能。波形产生基于数字直接合成方式,工作频率1.6 GHz,可直接输出射频波形,波形控制参数可通过光纤接口调节。中频采样使用多通道模数转换器芯片实现,阻抗匹配电路保证了模数转换的性能。测试表明:模块性能指标满足系统使用需求,且已成功应用于某雷达系统中。 展开更多

关键词 多通道数字收发 数字直接合成 模数转换器 数字下变频

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基于多波束网络的宽带阵列接收系统 被引量：3

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作者 向海生 杨宇宸 +4 位作者 夏润梁 莫骊 万笑梅 刘秉策 罗进川 《雷达科学与技术》 北大核心 2018年第5期578-582,共5页

宽带阵列接收系统因其瞬时带宽大、动态范围大、灵敏度高等特点,在电子战系统中有着重要应用。针对以较小的硬件代价解决宽空域、高灵敏度接收多个宽带信号的需求,提出了基于多波束网络实现宽带阵列信号接收的解决方案,该系统主要包括... 宽带阵列接收系统因其瞬时带宽大、动态范围大、灵敏度高等特点,在电子战系统中有着重要应用。针对以较小的硬件代价解决宽空域、高灵敏度接收多个宽带信号的需求,提出了基于多波束网络实现宽带阵列信号接收的解决方案,该系统主要包括射频前端、多波束网络、宽带变频及宽带数字接收机。详细论述了多波束网络损耗模型及级联噪声系数模型,扩展了包含合成器的阵列接收系统噪声系数结论;并从系统的角度分析灵敏度指标,对同类工程系统的设计具有参考意义。系统测试结果表明,灵敏度优于-94 dBm,瞬时动态范围大于40 dB,已在某侦察系统中取得成功应用。 展开更多

关键词 宽带 阵列接收 多波束网络 噪声系数 灵敏度

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电磁计算在雷达设计中的应用及需求分析 被引量：2

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作者 金谋平 张小林 王泉 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期135-140,共6页

随着计算电磁学和计算机技术的迅速发展,电磁计算在雷达设计中扮演着举足轻重的角色.本文分析了电磁计算在雷达设计中的应用,包括雷达天线设计、馈线及微波网络设计、天线罩设计以及复杂电磁环境雷达天线性能评估,并介绍了有限元法(fini... 随着计算电磁学和计算机技术的迅速发展,电磁计算在雷达设计中扮演着举足轻重的角色.本文分析了电磁计算在雷达设计中的应用,包括雷达天线设计、馈线及微波网络设计、天线罩设计以及复杂电磁环境雷达天线性能评估,并介绍了有限元法(finite element method,FEM)、矩量法(method of moment,MoM)和时域有限差分(finite-difference time-domain,FDTD)法三种常用的全波电磁仿真计算方法以及高频近似算法,最后讨论了雷达技术发展对电磁计算的新需求. 展开更多

关键词 电磁计算 雷达系统 天线设计 电磁仿真 电磁环境

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硅基双介质集成同轴传输结构 被引量：1

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作者 曾鸿江 王蕴玉 《微波学报》 CSCD 北大核心 2020年第5期23-28,共6页

针对硅基系统级封装技术的发展需求,以及硅基板上传统的信号传输结构传输损耗大、抗串扰能力差等问题,提出一种新型的硅基双介质集成同轴传输结构。该结构基于体硅微加工工艺设计而成,具有全封闭式的外导体以及单晶硅和空气两种介质。... 针对硅基系统级封装技术的发展需求,以及硅基板上传统的信号传输结构传输损耗大、抗串扰能力差等问题,提出一种新型的硅基双介质集成同轴传输结构。该结构基于体硅微加工工艺设计而成,具有全封闭式的外导体以及单晶硅和空气两种介质。由于结构的复杂性,提出等效矩形同轴传输结构设计方法来简化设计流程,并用有限元仿真验证了此设计方法的有效性。将双介质集成同轴传输结构与硅基板上的若干传统传输结构的性能进行仿真对比,结果表明该新型传输结构具有更低的插入损耗及更好的抗串扰性能。最后,制备了双介质集成同轴结构和相应的硅基带状线实物样品并进行了测试对比,测试结果与仿真结果保持一致并较好地验证了仿真分析的结论。 展开更多

关键词 硅基板 系统级封装 射频信号 传输结构 同轴结构

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埋入式集成无源元件优化设计研究

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作者 刘勇 邱宇 《现代电子技术》 2023年第2期9-12,共4页

在微波电路集成中,为了满足电路小型化的需求,通常使用埋入式电感等集成无源元件。但电感模型比较复杂,寄生参数较多,在版图设计当中难以一次性建立精准的模型。针对此问题,文中以埋入式集总参数功分器为例,基于ADS仿真软件,在添加可调... 在微波电路集成中,为了满足电路小型化的需求,通常使用埋入式电感等集成无源元件。但电感模型比较复杂,寄生参数较多,在版图设计当中难以一次性建立精准的模型。针对此问题,文中以埋入式集总参数功分器为例,基于ADS仿真软件,在添加可调的理想电感、电容后对功分器进行场路联合优化设计仿真。以功分器设计指标作为优化目标进行优化计算,得出可调的理想电感、电容值,再不断修改版图并循环优化。结果表明,可调的理想电感、电容数值逼近0,3次优化后工作频段9.5~9.9 GHz内的回波损耗S11低于-22 dB,满足-20 dB以下的性能指标,说明功分器的版图符合设计要求。 展开更多

关键词 集成无源元件 电路小型化 版图设计 功分器 场路联合优化 电磁仿真 优化设计

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应用于智能驾驶的77 GHz毫米波汽车雷达收发机芯片 被引量：6

13

作者 段宗明 刘明 +6 位作者 吴博文 潘东方 王研 金微微 吴炎辉 徐骅 戴跃飞 《雷达科学与技术》 北大核心 2021年第2期130-136,143,共8页

针对未来智能驾驶和无人驾驶对毫米波传感器多模式、多场景感知需求,设计并实现了一种77 GHz多模毫米波雷达收发机芯片。芯片采用65 nm CMOS工艺,集成了3路雷达发射机和4路接收机、调频连续波(FMCW)波形发生器、模数转换器以及高速数据... 针对未来智能驾驶和无人驾驶对毫米波传感器多模式、多场景感知需求,设计并实现了一种77 GHz多模毫米波雷达收发机芯片。芯片采用65 nm CMOS工艺,集成了3路雷达发射机和4路接收机、调频连续波(FMCW)波形发生器、模数转换器以及高速数据接口等电路。利用交叉耦合中和电容技术提升了CMOS工艺上毫米波低噪声放大器、毫米波片上功放等电路性能,采用两点调制锁相环技术提升了FMCW信号带宽和调制速率。收发机的发射功率、波形样式、接收增益和带宽等参数具有较好的可配置性,满足未来多模式、小型化和低成本汽车雷达传感器需求。芯片测试结果显示,在76~81 GHz频率范围内,接收机实现了50 dB的增益控制,最小噪声系数11 dB,FMCW信号调频带宽达4.2 GHz,调制速率达233 MHz/μs,线性度优于0.1%,-45~+125℃全温范围内发射机典型输出功率大于13 dBm。 展开更多

关键词 汽车雷达 CMOS收发机 毫米波收发前端 调频连续波 CMOS功放

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随机粗糙面电磁散射特性的FEM/PML研究 被引量：2

14

作者 徐润汶 郭立新 宋小弟 《微波学报》 CSCD 北大核心 2018年第A01期29-32,共4页

基于有限元/完全匹配层(FEM/PML)方法,本文针对随机粗糙面的电磁散射问题进行了讨论。粗糙面电磁散射问题属于开放型电磁散射问题,然而由于计算资源的限制,往往需要将无限大区域截断为有限区域以便进行讨论。完全匹配层(Perfectly match... 基于有限元/完全匹配层(FEM/PML)方法,本文针对随机粗糙面的电磁散射问题进行了讨论。粗糙面电磁散射问题属于开放型电磁散射问题,然而由于计算资源的限制,往往需要将无限大区域截断为有限区域以便进行讨论。完全匹配层(Perfectly matched layer)具有对外向行波吸收效果好,频率适应性强的优点,因而被广泛应用于有限元边界。本文通过蒙特卡洛方法对粗糙面进行了模拟建模,利用PML边界对无限大仿真区域进行了截断,内部采用FEM处理,最后基于该方法对随机粗糙面电磁散射特性进行了仿真计算。 展开更多

关键词 有限元 完全匹配层 随机粗糙面

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2 MHz/80 kW离子源射频功率耦合系统的设计

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作者 徐晓荣 王一农 +2 位作者 戴大富 姚瑶 郑善伦 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期111-116,共6页

介绍了一种用于大科学工程装置中国散裂中子源(CSNS)功率升级的RF负氢离子源大功率射频功率耦合系统的研制。主要内容包括射频功率耦合系统的构造,指标计算分配以及具体实现,重点阐述了射频功率放大器、隔离变压器、阻抗变压调谐器以及... 介绍了一种用于大科学工程装置中国散裂中子源(CSNS)功率升级的RF负氢离子源大功率射频功率耦合系统的研制。主要内容包括射频功率耦合系统的构造,指标计算分配以及具体实现,重点阐述了射频功率放大器、隔离变压器、阻抗变压调谐器以及配套的电源、控制和冷却系统的设计,并对整个系统的结构和热设计提出了工程解决方法。针对离子源功率耦合系统的特点作了细致的分析,并以此为基础,研制出了一款输出功率达80kW的射频功率耦合系统产品。 展开更多

关键词 离子源 射频功率耦合系统 射频功率放大器 隔离变压器 阻抗变换器 嵌入式计算机

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