新型三等分Wilkinson功分器在高效率功放中的应用

针对一种新型的三路Doherty功率放大器,为满足其对称结构要求,在传统对称结 构二等分功分器基础上,结合三路Doherty功放电路尺寸,通过理论计算和采用ADS软件仿真 的方法设计了对称结构三等分Wilkinson功分器。其尺寸为19 mm×11 mm,在2.11 ～2.17 GHz内,插入损耗小于0.4 dB,输出端口隔离度大于16 dB,端口回波 损耗大于13 dB。在适应三路Doherty功放对称结构的前提下,功分器性能指标满足功放 电路三路相位一致性设计要求,提高了放大器工作效率,测试结果显示饱和点工作效率高于 两路Doherty功率放大器。     

用于UHF频段的RFID波束扫描阵列天线设计

为了扩大射频识别系统阅读范围和提高识别效率,设计了一款应用于多标签高效读取的射频识别（RFID）波束扫描阵列天线。采用空气层结构设计出增益值为6 dBi的圆极化天线阵元并组成2×2平面天线阵,使用开关线型移相器与威尔金森(Wilkinson)功分器设计出天线馈电网络,并使用现场可编程门阵列（FPGA）模块控制阵元间相位变化,实现波束30°偏转。整体模型尺寸为350.0 mm×350.0 mm×5.7 mm,分别使用微波暗室、射频网络分析仪以及连接RFID阅读器测试,表明天线实现了4个方向波束偏转以及识别多个标签。     

一种新型双频Wilkinson功分器的设计

为了实现功分器工作在任意两个频率的目的,设计了一种新型功分器。基于奇偶模分 析方法,利用微波网络理论推导了电路参数的设计公式,通过求解相应的非线性方程组获取 了具体电路参数。制作了一个工作频率为1 GHz和2.6 GHz的双频Wilkinson功分器 。实物测试结果表明,该功分器在两个中心频率的传输衰减小于3.3 dB,端口回波损耗 大于21 dB,端口隔离度大于28 dB,在中心频率100 MHz的通带范围内都具有良好性 能,验证了设计方法的可靠性。     

基于非对称耦合螺旋谐振器的顺序旋转馈电网络设计

基于一种新型超材料单元——非对称耦合螺旋谐振器,提出了基于该单元的顺序旋转 馈电网络设计方案。由于螺旋谐振器的内卷几何特性,非对称耦合螺旋谐振器尺寸非常紧凑 。同时,研究发现,该单元的-90°相移频率大致与通带中心频率对应,对于设计正交相移 微波器件具有重要价值。由于非对称耦合螺旋谐振器的上述优点,提出的馈电网络结构具有 小型化和调试简单等优点。测试结果表明,该馈电网络能够较好地满足顺序旋转馈电的要求 。     

一种新型混合结构X频段宽带功分器

分析了不对称槽线混合结构T型接头的传输特性,设计了一种由不对称槽线混合桥结构组成的X频段宽带功分器,应用于8~10.3 GHz频段。该功分器主要包括微带-槽线过渡结构和不对称槽线混合桥结构,在实现电磁能量耦合传输的同时还具有良好的功率分配性能。电路没有引入专门的相移电路就可实现可调的相移。电路仿真结果表明,在工作频段内,回波损耗优于-15 dB,插入损耗优于-5 dB,隔离度优于-5.8 dB。测试结果与仿真结果基本吻合,证明了设计的有效性。     

奇等分微带功分器的仿真设计

介绍了一种奇等分功分器的新颖设计思路,并使用Ansoft公司的微波仿真软件Designer 2.1设计了10 GHz一分三功分器对该方法给予验证,得到了理想的结果,证明了此方法的正确性。     

基于遗传算法的圆形天线阵波束成形算法

将基于GA(遗传算法)的波束成形算法应用于二维圆形天线阵,研究了算法在解决抑制多个窄角度强干扰问题时的性能;同时提出了一种改进的二进制编码方法,该方法引入了若干参数用以方便地控制解的精度和搜索空间。仿真结果表明,算法可以使得天线阵在主波束对准有用信号的同时,有效地抑制多个强干扰。文中建立的模型适用于卫星通信抗空间恶意干扰问题。     

一种宽频带高增益16单元微带天线阵设计

设计了一个中心频率为6.52 GHz具有宽频带高增益特性的16单元微带天线阵。综合运 用H型缝隙耦合馈电技术、插入空气层技术和在贴片天线上切角的方法展宽天线的带宽。该 天线阵由两层介质板构成,采用反相馈电可抑制高次模的耦合,交叉极化电平低。使用三维 电磁场仿真软件Ansoft HFSS对该天线阵进行仿真优化,并根据仿真结果做成实物加以验 证。对实物的测量结果表明：天线阵仿真阻抗带宽（S11≤-10 dB）为2 15%,增益为19.85 dB;实测阻抗带宽（S11≤-10 dB）为225%,增 益为18.8 dB。天线阵性能良好,能满足工程实际要求。     

X波段内埋功分器的设计

设计了一款X波段内埋功分器,采用多层PCB板加工实现。仿真结果与实测结果拟合较好。     

易与空气板线馈电网络结构一体化的天线单元设计

空气板线馈电网络由于具有损耗小、耐功率高、幅相控制容易等特点而广泛应用于平面阵列天线中.天线辐射单元与空气板线馈电网络结构一体化,结构紧凑、集成度高,便于制造和装配,可大大降低成本和周期.文中介绍了两种天线单元形式及仿真结果,给出了一种天线单元及由其组成线阵的试验结果,表明其具有良好的性能,满足实际使用要求.其设计思想具有良好的扩展性.     

一种高增益微波光子天线阵列的设计

设计了一种中心频率为20 GHz的8单元微带光子天线阵列,利用微波光子技术解决了传统微波技术在高频、宽带等方面的问题。天线单元为矩形微带贴片天线,馈电网络采用具有λ/4阻抗匹配枝节设计的多级T型等分功分器。采用光子上变频技术产生20 GHz的微波信号,光载微波信号经光纤传输后由阵列天线发射。利用三维高频结构电磁场仿真对该天线阵模型的搭建和优化进行仿真,结果表明天线阵仿真阻抗带宽为1.15 GHz,在带宽内最大增益为13.6 dBi。将天线阵列应用到微波光子系统发射端,测量结果表明,最大增益可以达到6.92 dBi。该天线阵列性能良好,可广泛应用于未来移动通信网络覆盖领域。     

用于船舶自动识别系统的机载阵列天线设计

为了满足船舶自动识别系统抗干扰性能的要求,设计了一种机载阵列天线。天线阵列由5个单极子天线单元组成,整体尺寸为Φ720 mm×306 mm,天线单元沿圆周均匀排列。通过泰勒分布和牛顿优化算法,优化阵列的辐射幅度及相位,得到实测的方位面增益-15 dB抑制范围达到128°,-20 dB抑制范围达到77°;装机后-15 dB抑制范围在114°以上,-20 dB抑制范围在51°以上。该阵列天线结构简单,成本低,满足机载环境的使用要求。     

新型宽带数字多波束相控阵天线设计

传统相控阵天线系统为实现多波束,在重量、体积、功耗等方面会有明显的增加,系统的基 本可靠性也显著降低。基于软件无线电思想,利用超外差结构实现宽带信号变频,并对瞬时 带宽内的信号同时进行模/数或数/模变换,再根据串口提供的每个波束方位、俯仰和频率等 信息,在基带实现数字多波束形成。设计了一套S频段、瞬时宽带100MHz的数字多波束 相控阵天线系统。测试结果表明,该天线可收发同时形成3个独立波束,每个波束在俯仰面0 °～70°、方位面全向的扫描范围内实现EIRP值不小于40 dBm,G/T值不小于-20 dB/K的优良指标。该设计可以有效提高系统灵活性,降低系统的复杂度。     

相控阵结合伺服辅助的车载动中通天线跟踪方法

天线跟踪功能是车载动中通系统(SOTM)提供无线通信能力的前提,相控阵天线能提供较好的跟踪性能,但是存在波束扫描范围有限的问题。为实现相控阵天线全方位跟踪能力,提出了一种相控阵+伺服辅助的方法。给出了算法数据处理流程,并完成了原理样机设计。根据原理样机工作原理给出了跟踪角误差计算公式,测试结果与计算结果相符。测试结果表明：在(57.88～115.76)°/s角速度下,通信链路信噪比损失小于0.5 dB。     

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。     

V频段圆柱龙伯透镜天线设计

设计并实现了一种V频段圆柱龙伯透镜天线。在平行平板波导间,根据龙伯透镜原理与介电常数等效原理,推导出了圆柱龙伯透镜天线的理论设计公式,并结合商业仿真软件高频结构仿真器（HFSS）仿真分析和优化,完成天线设计。仿真结果表明,该V频段圆柱龙伯透镜天线增益为21.4 dBi,波束宽度为1.56°,副瓣电平为-14.7 dB。根据设计结果,加工和测试验证V频段圆柱龙伯透镜天线的可实现性,实测结果表明,该天线增益为20.1 dBi,波束宽度为1.60°,副瓣电平为-11.1 dB,天线效率为45.7%,说明该天线具有一定的工程应用价值。     

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。