涡旋电磁波无线通信技术发展综述

由于携带轨道角动量(Orbital Angular Momentum,OAM)，涡旋电磁波具有螺旋相位结构以及不同模态相互正交的空间性质，因此将其应用于无线通信技术领域以提升频谱利用率以及通信容量受到学界关注。介绍了涡旋电磁波的结构以及特殊性质，总结了近几年国内外涡旋电磁波在天线技术的进展并对比了各类天线性能，分析了涡旋电磁波在多输入多输出、复杂环境传输以及模态混叠检测领域的不足与发展态势，指出了未来基于涡旋电磁波无线通信发展的方向以及挑战。     

不确定区域天线扫描目标捕获方法

针对航天测控站天线快速扫描需求与天线机械结构动态性能较低之间的矛盾,设计了天线方位、俯仰角速度正弦变化条件下合成圆周扫描和螺旋扫描轨迹算法,提出了结合目标运动特性选择扫描方式的原则,举例说明了扫描参数计算方法。计算和仿真结果表明,利用所提方法可以将天线加速度控制在天线设计指标以内,目标捕获概率可控。该扫描参数计算方法已经部分应用于我国探月工程。     

一种新型高增益小型化四臂螺旋天线

针对卫星通信、卫星导航设备中四臂螺旋天线低仰角增益低、馈电网络尺寸不能满足安装要求的问题,设计了一种新型四臂螺旋天线,采用折叠式威尔金森(Wilkinson)移相馈电网络馈电,采用类八臂渐变式螺旋臂的方法提升天线低仰角增益。天线仿真和测试结果吻合良好,结果显示,在±60°~±90°低仰角范围内天线增益提高了1~2 dB,天线轴比保持在2以内,馈电网络高度降低了1.5 cm。该四臂螺旋天线具有低仰角高增益、圆极化特性良好、尺寸小等特点。     

一种应用于卫星通信地面站的新型单臂螺旋天线及其阵列的研究

研究了一种应用于卫星通信地面站的新型单臂平面螺旋天线,该天线采用圆柱螺旋激励同轴线馈电,可以形成倾斜的波束,通过改变圆柱螺旋的参数可以调整其输入阻抗以达到阻抗匹配的目的.用矩量法求解了天线的电流分布和三维辐射方向图以及增益轴比等参数,计算结果与参考文献很吻合.为了增强天线的方向性系数和增益,以四元天线阵为例,研究了这种天线组成的天线阵的辐射特性,给出了天线阵的三维辐射方向图.计算结果表明,该天线组成的天线阵同样具有倾斜的波束指向,各天线单元的输入阻抗为接近50 Ω的纯电阻,增益比单个天线单元提高6.3 dB.     

一种共形宽带圆极化螺旋天线的设计

为满足共形天线低剖面特性的要求,设计并制作了一种低剖面的圆极化阿基米德螺 旋天线。天线利用单臂阿基米德螺旋结构实现圆极化辐射,并采用同轴探针馈电。实测结果 表明,天线在2～11.4 GHz的频率范围内回波损耗小于-10 dB,轴比小于3 dB 的频率范围为25～8.4 GHz。该天线结构简单,工作频带宽,且剖面极低,可作为多 种载体的共形天线使用。     

基于谐振式反射器的脑活动探测天线设计

设计了一款用于脑活动探测的超宽带定向天线。该天线采用了平面菱形单极天线的宽频带特性，通过缺陷地结构实现小型化。为了增强天线的定向辐射能力，设计了一种花瓣形谐振式反射器，在较宽频带内产生同相反射，并可减少剖面高度至0.1λ0。该天线整体结构具有尺寸小、重量轻的特点。对天线结构进行仿真优化并加工实测，测试结果与仿真的一致性表明了该天线具有超宽带的特点，实测阻抗带宽为0.91~2.42 GHz(91%)，且远场方向图表明了天线具有良好的定向性能，因而该天线可以应用于人脑活动探测等领域。     

一种新型的介质反射面天线

提出了一种新型的多层介质结构的反射面天线，反射平面上所需要的相位补偿通过选择合适的介质厚度来实现，使用几个多层圆形介质即可满足条件。与传统的高增益天线相比，该结构设计简单，加工方便。验证了几种不同层数的结构和一个等口径的抛物面反射面天线。加工并测试了一个采用Vivaldi做馈源的4层结构的反射面天线。仿真和测试结果均表明该天线具有良好性能。     

充气天线结构技术概述

简要介绍了充气式可展开空间天线(以下简称充气天线)结构的关键技术，指出了充气天线的最新发展动向。     

不同电磁带隙结构对微带天线性能的影响

EBG（电磁带隙）结构已在微带贴片天线中得到广泛的应用。本文采用EBG结构对传统贴片天线进行了改进。使用基于有限元法（FEM）的软件模拟并比较了不同EBG结构对贴片天线性能的影响。结果表明基于基底打孔型方形孔EBG结构的贴片天线的性能最佳，其增益、带宽和输入回波损耗都得到了较大的改善。     

小型移动终端天线设计的改进

在阐述了小型移动终端天线传统设计思想的基础上，考虑到人体影响及比吸收率(SAR)问题等因素，讨论了天线设计改进的途径如采用平衡结构等；并针对现代移动通信系统的要求讨论了自补偿天线、一体化以及软件天线等新的天线设计思想，为小型移动终端天线的近一步研究提供参考。     

采用新型馈电结构的双频宽带导航天线设计

基于新馈电结构,设计了一款覆盖全球四大卫星导航系统的双频宽带贴片天线。采用了一种四分八馈电线路,以8个同轴馈电探针两两相连的方式将两路天线馈电信号合为一路,有效简化了馈电网络的复杂性,同时保证了天线辐射的增益、带宽和轴比性能。该双频辐射贴片单元采用正八边形层叠式结构设计,并在每个天线单元边缘对称添加两组矩形调谐单元,有效增加了天线辐射的波束带宽。该双频天线单元在高频1.482~1.617 GHz（波束带宽155 MHz）和低频1.191~1.252 GHz(波束带宽61 MHz）频段范围内,都能保证良好的辐射增益;高低频的3 dB轴比带宽为-130°~130°,具备良好的圆极化性能。经实物样机对比测试分析,实测结果与仿真结果基本吻合。     

GPS卫星接收机的自适应抗干扰设计

提出了一种加强GPS卫星接收机抗干扰能力的技术实现方案,采用自适应调零技术以及天线阵的具体实现方式来消除干扰。文中还对自适应天线阵所采用的功率倒置的算法做了详细说明,并进行了计算机仿真。     

可用于物联网的高隔离度双频MIMO天线

设计了一种高隔离度双频多输入多输出（MIMO）天线,该天线覆盖2.4 GHz和5 GHz无线局域网频带,可以应用于移动物联网之中。天线包含两个相同的辐射单元天线,采用微带馈电的方式进行馈电。单元天线使用单极子天线作为基本辐射器,其包含一根长的和短的单极子天线,分别谐振在低频和高频频段。通过在两个单元天线中间加载T型隔离器提高了单元天线之间的隔离度。天线的辐射振子、馈电以及T型隔离器都印刷在同一块微波板材上,从而方便了天线的制作和加工。仿真结果表明,该天线在1.9~2.8 GHz以及4.7~6.2 GHz频带范围内能实现良好的双频工作特性,天线隔离度近20 dB,可以广泛应用于物联网系统中。     

TD-SCDMA系统中一种软件集成智能天线算法

给出了一种采用信干噪比准则的、集成了预多波束天线与LMS自适应天线的软件天线方案,该方案采用开关合并方法,把软件天线输出接到最大输出信噪比的算法输出,实现算法分集.在TD-SCDMA动态模型上对提出的方法进行了仿真,结果表明,采用集成软件天线方案的误码率性能要优于单纯的预多波束天线或LMS自适应智能天线.仿真过程考虑了用户来波方向和用户到基站距离的动态变化,以及功率控制算法和系统同步过程的影响.     

一种单层双频宽带GNSS测量型天线设计

基于单介质层结构,设计了一款双频宽带全球卫星导航系统（GNSS）测量型天线,天线采用单层高性能轻质复合材料作为双频微带天线共用的辐射介质基板。双频辐射贴片单元采用共面齿轮结构设计,并在天线单元外围设置一系列短路销钉来有效改善天线轴比带宽、低仰角辐射增益等参数,四馈点馈电技术和宽带耦合相移馈电网络的应用保证了天线相位中心稳定度更加可靠。设计结果表明,该双频天线单元大于等于5 dBi的辐射增益带宽均大于245 MHz,高低频3 dB轴比带宽分别为-76°~76°和-116°~116°,低仰角90°增益滑落均小于11.5 dB,经实物样机对比测试分析,实测结果与仿真结果基本吻合。实测频谱显示,该天线工作频段覆盖目前在运行的四大导航系统全部工作频点,较好满足GNSS精确测量与定位系统终端设备应用需求。     

导航卫星阵列天线的快速现场系统校准算法

阵列天线接收处理全球卫星导航信号时,由于天线和射频前端的非理想性,会在不同方向卫星信号中引入不同的载波相位偏差,从而破坏卫星导航接收机距离观测量准确性。针对此问题,提出了一种易实现的卫星导航阵列天线的快速现场系统校准算法。校准过程分为通道校准和天线校准：通过开机和周期进行的通道校准实现阵列天线接收射频前端的通道响应测量;通过与接收处理不同卫星基带数据的数字接收机配合,实现阵列天线的现场阵列流形矢量校准。仿真验证了所提校准算法的正确性和有效性。     

高增益低副瓣面雷达无线结构电器参数的计算方法

天线设计中实现高增益、高效率、低副瓣总是相互矛盾的。本文以国产某型雷达的天线系统为设计目标,介绍一种将雷达天线有关参数归结到一个数学模型上,以便用计算机进行模拟和辅助设计。反设计结果表明,用此数学模型进行设计,比传统的查曲线法有准确、迅速等优点。     

机载天线的方向图分析

计算了机载单极子天线的辐射方向图,通过与单极子天线在自由空间方向图的比较,分析了飞机对机载天线方向图的影响;在此基础上,计算了当飞机盘旋飞行时,机载天线对空间某一固定点辐射场强的变化情况.