摘要：研究了一种基于阻抗超表面的高效率角锥喇叭馈源.将阻抗超表面放置于金属角锥喇叭内壁,获得了一种性能良好的新形式高效率馈源.首先分析了超表面对表面阻抗特性的调控作用,并证明该超表面对TE波和TM波呈现不同的阻抗特性.在特定的阻抗条件下,该喇叭内壁可以支持平衡混合模式,从而获得旋转对称的辐射波束.然后设计和加工了Ku频段的超表面高效率馈源,馈源的测试方向图表明其辐射性能优良.最后将该馈源照射一款1.25m Ku频段环焦天线,测试其辐射方向图,同样显示出其优异性能.与该环焦天线原有的波纹喇叭馈源相比,超表面高效率馈源的性能与波纹喇叭馈源相当,同时在体积、重量和成本方面具有明显优势.

摘要：文中研究了一种基于超材料的L频段倍频角锥喇叭馈源,将超材料结构加载到角锥喇叭内壁,得到了辐射特性优良的喇叭馈源。设计优化了一种金属“十字线”状超材料单元,该单元为三维结构,顶部为正交的金属长方体,中心通过金属长方体与喇叭内壁相连接,周期排列形成阻抗超表面。超材料结构在TE模式和TM模式呈现不同的波阻抗,在特定条件下可使喇叭内传播模式达到平衡混合,从而实现了波束等化和低交叉极化。仿真结果表明,在1.35 GHz~2.70 GHz之间,馈源驻波小于1.25,照射角为20°,交叉极化小于-18 dB,代入标准卡氏天线中计算,效率在60%以上,旁瓣在-16 dB以下,与现有工程常用波纹喇叭和光壁赋形喇叭相比,电性能相当,但在加工难度、制作成本和体积重量方面,该超材料喇叭具有明显优势。

摘要：给出了一种宽带高增益的太赫兹介质透镜天线的设计方法,该太赫兹透镜的中心工作频率为220 GHz,工作带宽超过20 GHz,透镜外形为边长118 mm的方形。太赫兹透镜采用平凸透镜形式,透镜材料选用低损耗的氧化铝陶瓷,介质透镜前后表面带有阻抗匹配层,起到减小空气-介质交界面电磁波反射的作用。综合采用上述3种设计手段的太赫兹透镜天线实现了高增益和高效率。在太赫兹透镜天线容差分析的基础上,加工了太赫兹馈源网络和透镜样机,并进行了实物测试。实测太赫兹馈源网络的驻波、极化隔离度、天线增益和天线方向图均与仿真较为接近。进一步,将该阵列单元用于组阵以继续提高太赫兹天线增益,给出了周期组阵和非周期组阵2种布阵设计。计算结果表明,通过非周期组阵设计的透镜阵列天线,可以将栅瓣电平由-8.38 dB抑制到-13.69 dB。

摘要：为了提高双焦点透镜的扫描性能,提出了一种分层双焦点透镜设计,将双焦点透镜由单一介质改进为两种介质,增加了设计自由度,在相位控制的基础上调控口面场幅度分布,提高口面效率,增强扫描性能。利用粒子群优化算法,对形成该双焦点透镜两种介质分界面的透镜中间曲线参数进行优化,使口面场幅度分布更加均匀。优化设计的分层双焦点透镜在扫描±25°(8.3个波束宽度)时,可以实现边缘电平-7.88 dB,增益损失为0.43 dB,口面效率达到55.8%。在同样扫描角度下,分层双焦点透镜相比平凸透镜增益损失减小1.49 dB,相比单层双焦点增益损失减小0.51 dB。当扫描角度进一步增大后,分层双焦点透镜相比单层双焦点透镜的优势更加明显,在扫描±35°(11.3个波束宽度)时相比单层双焦点透镜增益损失减小1.35 dB,验证了分层双焦点透镜在扫描性能上的优势。

摘要：提出了一款基于超表面的超宽带低剖面双极化天线。该天线由2对垂直放置的偶极子和超表面阵列组成。由于采用双极化形式,能够引入附加的谐振点,从而拓展了天线的带宽。为了实现低剖面特性,偶极子天线加载了具有同相反射相位的超表面阵列。此外,通过超表面阵列的切角设计,改善高频段的电压驻波比和辐射方向图。该天线剖面高度仅为38 mm(0.1λ),在0.81~2.35 GHz(97.4%)频带内,电压驻波比(VSWR)小于2,端口隔离度大于15 dB,增益为5~11 dBi。

摘要：传统的吸波材料无法使天线同时满足工作带外隐身和工作带内透波的特殊要求。文中结合传统吸波材料的吸波特性和频率选择表面的滤波特性,提出了一种超材料的宽带吸波的隐身天线罩。利用超材料的谐振叠加特性,设计出宽带人工吸波结构。采用阻抗匹配技术进一步提高天线在工作频带内的透过率,并提高天线带外的吸收率。通过调节超材料吸波体的尺寸,构造了一种Ku频带透波、高于Ku频段吸波的超材料天线罩,在保证天线带内正常通信前提下,可减小天线带外的雷达散射截面,提高机载天线的隐身性能。

摘要：设计了以脊间隙波导(RGW)功分网络为基本结构的宽频带馈电线源,该线源可用以激励平行板波导中的准TEM模式波,并用作宽带连续横向枝节(CTS)天线的馈电结构。首先对RGW阻带和单模带宽特性进行分析,以确定RGW的结构参数;进一步研究了宽带1分2功分器的设计方法、RGW模式到平行板波导模式的过渡结构方案;借助多级阻抗匹配和感性金属柱加载技术,实现了低反射等功率分配,以及输出端口到平行板波导的宽带匹配;最后将各分级结构级联得到1分8 RGW网络线源。对宽频带馈电线源进行了样机加工、装配和测试,在12 GHz~22 GHz频率范围内,其反射系数低于-15 dB,实测方向图与等幅同相均匀线源方向图吻合度很高,证明该馈电线源幅相一致性优异,是一种高效率的CTS天线馈电线源。

摘要：频率选择表面(FSS)可用于反射面天线的副反射面,为反射面天线系统实现多频段工作提供一种有效方法。提出一种基于卷曲圆环结构的小型化频率选择结构,对L频段的电磁呈透射特性,对X频段电磁波呈反射特性,其阻带带宽高达40%。文中对FSS副面进行了加工和测试,测试结果显示,在L和X频段,FSS副面的插入损耗分别小于0.63 dB和0.5 dB,基于该副面的5.2 m L/X双频共用卡式天线的效率大于51.3%,第一旁瓣低于-18.08 dB。文中设计的FSS具有小型化、宽带低损耗、角度稳定性高的优点,可用于多频共用反射面天线的工程设计。

摘要：频率选择面可在开放空间将不同频段的电磁波分开,为反射面天线系统实现多频共用提供一种有效方法。文中研究了矩形孔全金属频率选择结构的传输特性,将阵列天线的周期理论用于指导频率选择结构设计,通过优化设计得到一种在Ka频段透波的宽带大功率频率选择副面。基于该频率选择结构的副反射面可用于Ka频段大功率波束波导天线系统中,实现天线系统的收发共用。文中仿真分析了该副反射面对天线系统的影响,并对矩形孔径副反射面进行了加工和插入损耗测试。实测结果显示,在27.5GHz~31GHz频段内,该大功率副反射面对圆极化电磁波的插入损耗小于0.65dB,具有宽带低损耗的优点,满足现代大功率天线系统多频共用需求。

摘要：利用等离子体对电磁波的独特响应,设计了一种可工作于30~512 MHz的新型超宽带等离子体天线。给出了等离子体天线的设计方法,说明了天线的系统组成,采用新形式及阻抗匹配网络实现了天线良好匹配;分析了等离子体天线的低雷达散射截面(RCS)特性;突破关键技术,研制了一套超宽带等离子体天线样机,测试了天线的匹配和辐射特性,测试结果与仿真结果互相吻合。研究成果可推广应用于各类低RCS载体平台的微波通信天线系统中。