陣列天線的特性研究及典型案例設(shè)計方案匯總

陣列天線就是天線研究的一種新方向，所謂陣列天線不是簡單的將天線排成我們所熟悉的陣列的樣子，而是它的構(gòu)成是陣列形式的。就發(fā)射天線來說，簡單的輻射源比如點源，對稱振子源是常見的構(gòu)成陣列天線的輻射源。它們按照直線或者更復(fù)雜的形式，根據(jù)天線饋電電流，間距，電長度等不同參數(shù)來構(gòu)成陣列，以獲取最好的輻射方向性。這就是陣列天線的魅力所在，它可以根據(jù)需要來調(diào)節(jié)輻射的方向性能。由此產(chǎn)生出了諸如現(xiàn)代移動通信中使用的智能天線等。我相信，在不久的將來，這些高技術(shù)含量的天線將會帶給我們同樣高質(zhì)量的通信環(huán)境。

波導(dǎo)饋電微帶共形天線陣設(shè)計

本文利用波導(dǎo)微帶混合饋電方式設(shè)計了Ku波段微帶共形陣列天線，串饋微帶線陣與圓柱面共形，波導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)通過對稱雙縫耦合對微帶線陣激勵，對稱耦合雙縫的采用有效抑制了耦合縫的輻射，提高天線極化純度。實驗結(jié)果表明天線性能優(yōu)良。

LabVIEW與MATLAB混合編程在數(shù)字天線陣列測試中的應(yīng)用

LabVIEW在數(shù)值處理分析和算法工具等方面效率低、功能簡單，不能滿足工程上多方面的需求。而MATLAB因其強大的數(shù)學(xué)處理功能，特別是矩陣運算功能而廣泛應(yīng)用于工程分析。MATLAB的缺點是不方便實現(xiàn)實時操作和控制。因此在某接收數(shù)字天線陣列系統(tǒng)測試過程中，將LabVIEW和MATLAB結(jié)合運用，實現(xiàn)優(yōu)勢互補，完成了測試過程中數(shù)據(jù)采集、通道監(jiān)視和最后驗證等工作，為系統(tǒng)測試帶來極大便利。

WCDMA中LMS自適應(yīng)天線陣的硬件實現(xiàn)

本文中自適應(yīng)天線基于新一代的數(shù)字信號處理器TMS320C6701，采用高速A/D技術(shù)和零中頻射頻I/Q調(diào)制解調(diào)器，結(jié)構(gòu)簡單，復(fù)雜度低，適于用作基站的接收天線。該天線陣選用的自適應(yīng)波束形成算法復(fù)雜度低，運算量小，雖然有收斂慢的缺點但是因為運算是碼片級的，仍可以在較短的時間收斂。

用于MIMO系統(tǒng)的三頻段天線陣

本文側(cè)重研究多頻天線，特別是覆蓋較低工作頻段的多頻天線，其中介紹的天線陣實現(xiàn)3個頻段（885～915 MHz，1 760～1 870 MHz和2 450～2 510 MHz）的工作特性，最低頻段可以覆蓋到900 MHz，并給出了多頻天線的工作特性。介紹一個可用于MIMO的二元PIFA天線陣，其中每個天線單元工作于3個頻段。提出了兩種方法來減小天線間的隔離度。一種是使用懸空且和兩個天線相連的連接帶。另外一種是使用FR4材料以及小地板。

一種雙饋正交極化天線陣的設(shè)計

本文采用微帶線和縫隙耦合分別激勵單片矩形貼片的兩個正交基模模和輻射，貼片與饋電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的對稱性保證了兩種饋電端口很好的隔離度，實現(xiàn)正交極化時具有好的隔離度，形成圓極化時得到好的軸比；同時饋電網(wǎng)絡(luò)位于不同層，因此易于組成大陣列。首先對工作于8.64GHz的雙饋單元天線設(shè)計，然后設(shè)計了兩種4′4的天線陣，用于研究兩個饋源之間的隔離度和形成圓極化時的軸比。

采用印刷振子的賦形天線陣

印刷振子天線由于其獨特的結(jié)構(gòu)而具有許多優(yōu)點：剖面薄、體積小、重量輕，具有平面結(jié)構(gòu)，易于與載體共形，饋電網(wǎng)絡(luò)可與天線集成，適用于印刷電路批量生產(chǎn)等，已經(jīng)成為集成化天線的主角。在現(xiàn)代雷達(dá)及通信系統(tǒng)的應(yīng)用中，由印刷陣列天線來實現(xiàn)所要求的波束形狀已成為主流方向之一，因此對它的研究具有重要的意義。

平板端射天線陣饋電特性的研究

針對相控陣平板端射天線，本文主要做了有關(guān)天線單元耦合情況分析的研究，采用了計算仿真與實驗測試相結(jié)合的方式，在軸向排列，橫向排列，周邊排列三種不同角度上逐次分析陣中單元的輻射特性變化以及耦合影響的原因，通過實際測試的結(jié)果進(jìn)行對比，驗證了計算仿真結(jié)果的正確性，同時也發(fā)現(xiàn)了一些不如預(yù)期的問題。本文還發(fā)現(xiàn)了單元處于陣中和處于自由空間條件差異時，s11相位和輸入阻抗變化的趨勢和規(guī)律。

雙極化開槽天線陣列駐波畸點的研究

本文研究開槽天線陣列單元諧振的形成區(qū)域有兩個，即單元間形成的腔體和單元內(nèi)部介質(zhì)區(qū)域。通過在單元上加入金屬過孔，消除了介質(zhì)區(qū)域造成的諧振。通過大量計算仿真，發(fā)現(xiàn)在一個波長（指介質(zhì)中的波長）內(nèi)至少有七個過孔是必要的。少于此數(shù)目，不能有效的消除諧振；多于此數(shù)目，駐波變化不大。微帶饋電線的電流分布在其邊緣，所以在饋電線邊緣加上金屬過孔有利于消除饋電線電流與介質(zhì)區(qū)域諧振之間的沖突。

由正六邊形復(fù)合空饋子陣組成的高增益寬頻帶印刷天線陣

本文采用先設(shè)計CAFA作為子陣單元，再由若干子陣組合成大型陣列天線的方案，在保有較寬頻帶的同時提高了增益。結(jié)構(gòu)上采用正六邊形輪廓的子陣設(shè)計，在其FSS蓋板和AMC基板上也采用正六邊形的網(wǎng)格布局；用七個正六邊形的子陣組成蜂窩形的大陣；并且選用層疊式貼片輻射器作為饋源，借以改善波瓣圖的對稱性。經(jīng)仿真分析和優(yōu)選，設(shè)計出包含了子陣間饋電網(wǎng)絡(luò)的大型CAFA天線，同時滿足了高增益和寬頻帶的要求。

小型化GPS錐面共形天線陣的研制

本文研究了小型化GPS錐面共形天線陣，文中通過調(diào)整單元的輸入阻抗解決了天線饋線由于過細(xì)易折斷的問題，并進(jìn)一步縮小了單元尺寸且在陣元耦合強烈的情況下保證了中心頻率，而且穩(wěn)定了天線的輻射性能，實現(xiàn)了水平全向輻射的工程要求。我們研制出了共形在彈頭錐體上的小型化GPS共形天線陣實驗樣機，并進(jìn)行了實測，其測量結(jié)果研究成果可應(yīng)用于工程實際，且具有很高的實用價值和推廣價值。

基于耦合線左右手復(fù)合傳輸線的頻掃天線陣設(shè)計

本文提出一種新型頻掃天線陣列，利用耦合線左右手復(fù)合傳輸線構(gòu)成串行饋電網(wǎng)絡(luò)，可以擴展天線陣的頻帶范圍，降低損耗、提高天線陣的增益，并且具有很大的角度掃描范圍。天線陣各陣元采用非均勻饋電方式，可以降低天線的旁瓣電平。本文設(shè)計的八元頻掃天線陣列，在工作頻帶內(nèi)掃描角度可達(dá)到-40°~10°，增益14dB，旁瓣電平低于-20dB。